金屬納米復合材料修飾電化學傳感器在疾病標記物和藥物中的應用
發(fā)布時間:2021-12-09 22:39
近年來,采用電化學方法檢測疾病標記物和藥物成為電化學研究領(lǐng)域的熱點,眾所周知,疾病標記物有諸多指標,主要由小分子疾病標記物與大分子疾病標記物(包括核酸類、蛋白質(zhì)類、糖類和脂類疾病標記物)組成,這些指標在人體中含量的異常通常是機體患病的征兆?股仡愃幬锞哂幸种萍毦L或殺死細菌的作用。由于抗生素及其代謝產(chǎn)物可以滲透到地表水和地下水中,抗生素的殘留物污染了環(huán)境,從而嚴重影響生態(tài)平衡與人類健康。因此,迫切需要研究出高靈敏檢測生物樣品中疾病標記物與藥物含量的方法。金屬納米復合材料由兩種或兩種以上納米材料復合而成,具有電催化性能好,可以發(fā)揮協(xié)同作用的優(yōu)點,可以用來構(gòu)成性能優(yōu)異的電化學傳感器。因此,本論文主要研究金屬納米復合材料修飾電化學傳感器在疾病標記物和藥物中的應用。具體研究內(nèi)容如下:1、設(shè)計基于石墨烯與單壁碳納米管上電沉積鈰和銅的金屬納米復合物修飾的電化學傳感平臺(GR-SWNT-Ce-Cu-Tween 20/GCE),用于高靈敏地同時測定多巴胺(DA)、尿酸(UA)和葡萄糖(Glu)。通過掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對修飾物進行表征,通過循環(huán)伏安法(CV)、差分脈沖伏安...
【文章來源】:廣東藥科大學廣東省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
L-酪氨酸傳感器的CuO/β-CD/Nf/GCE的制備過程
富,作為貴金屬的廉價替代品,由于其使用成本低,并在氧化還原反應中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和良好的生物相容性[90],而受到人們廣泛關(guān)注,被譽為化學生物傳感界最具前景的應用材料。由于鈰納米材料易于制備的粒度、形態(tài)、獨特的電催化性能和選擇性,近年來,人們研究關(guān)于鈰納米材料,多集中于鈰納米復合材料(鈰的雙金屬納米材料、鈰與碳納米材料)和氧化鈰納米材料等的研究,用于構(gòu)建電化學傳感器檢測分析多種疾病標記物。事實證明,鈰納米材料與精挑細選的支持物之間的相互作用,對于提高電化學傳感器的感應性能至關(guān)重要。圖1.2表示Kanchana等人[91]采用水熱法和炭化法制備了基于鈰摻雜的羥基磷灰石(HA),即Ce-HA納米粒子(Ce-HA/GCE)修飾的玻碳電極(GCE)構(gòu)建了一種新型可靠且廉價的生物傳感器,并用于同時測定去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr),Ce-HA納米粒子具有強大的吸附能力,更大的表面濃度,構(gòu)建Ce-HA/GCE傳感器,檢測去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr)具有良好的線性范圍,分別為0.1–200、0.5–200和0.1–200μM,檢出限分別為0.058、0.39和0.072μM。具有出色的穩(wěn)定性,選擇性和可重現(xiàn)性,實用性考察,在人體血清和尿液樣品中進行NE,UA和Tyr的加標檢測,具有極好的回收率。圖1.2使用5Ce-HA納米粒子修飾的GCE同時檢測NE、UA和Tyr的示意圖Figure1.2SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofNE,UAandTyrusing5Ce-HAnanoparticlesmodifiedGCE.根據(jù)還原或氧化條件不同,鈰離子氧化態(tài)的化合價在+3和+4之間變化,因此CeO2具有出色的存儲或釋放氧氣的能力。由于氧化物的催化活性與它們在其表面提
廣東藥科大學碩士研究生學位論文8供吸附性氧種類的能力以及容易提取其晶格氧形成氧空位有關(guān)。因此,電子結(jié)構(gòu)通過適當?shù)幕瘜W摻雜引入氧空位,十分容易改變CeO2的理化性質(zhì)。Lavanya等人[92]首次使用鈷摻雜的CeO2納米顆粒制造了一種新型電化學傳感器(圖1.3所示),首次用于同時測定黃嘌呤(XA),次黃嘌呤(HXA)和尿酸(UA),修飾電極表現(xiàn)出明顯分離的陽極峰。XA、HXA和UA線性分別在0.1–1000、1–600和1–2200μM濃度范圍內(nèi),檢出限分別為0.096、0.36和0.12μM(S/N=3),所制造的傳感器進一步用于檢測人體尿液中的XA,HXA和UA有良好選擇性和重現(xiàn)性。圖1.3使用10wt%Co-CeO2NPs修飾的GCE同時檢測UA、XA和HXA的示意圖Figure1.3SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofUA,XAandHXAusing10wt%Co-CeO2NPsmodifiedGCE.1.4.1.2銅納米復合材料修飾電化學傳感器在疾病標記物中的應用銅納米材料由于其低廉的研究成本、快速的電導率、獨特的性能、新穎的應用和不受氯化物中毒的干擾,在醫(yī)學領(lǐng)域引起專家們廣泛的科研興趣。在過去幾十年間,科學家一直致力于設(shè)計基于銅納米復合材料的新型電化學傳感器,用于疾病早期診斷與預防。以銅納米粒子為基底的復合材料[93-94],包含碳材料(石墨烯、碳納米管等)、纖維、聚合物、金屬氧化物等,由于電信號的放大,增加電化學傳感器性能。Ma等人[95]通過一步電沉積硫酸銅水溶液,將銅納米粒子(CuNPs)負載在三維泡沫鎳上,形成CuNPs@NiF復合改性電極,構(gòu)建出非酶促葡萄糖傳感器,成功地應用于葡萄糖催化氧化(圖1.4所示),通過循環(huán)伏安法(CV)和計時電流法(i-t曲線)探究電極的靈敏度,研發(fā)的銅納米復合材料傳感器低成本、無毒和電催化活性高,可在無酶傳感器中充當催化劑的角色,具有出色的葡
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國際納米科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢研究[J]. 焦健,杜鵬. 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究. 2019(10)
[2]納米材料的應用及制備[J]. 尹雨悅,王福春,王萬坤,陳志博,楊麗. 廣東化工. 2019(18)
[3]納米材料的分類及其物理性能研究[J]. 趙心瑩. 信息記錄材料. 2018(02)
[4]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
[5]生物標志物分類及其在臨床醫(yī)學中的應用[J]. 李愛玲,宋健. 中國藥理學與毒理學雜志. 2015(01)
[6]血清中葡萄糖含量的測定方法及其研究進展[J]. 戴新華,齊韜,楊夢瑞,徐蓓,方向. 化學分析計量. 2008(03)
[7]納米技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 馬玉寶. 勝利油田職工大學學報. 2003(03)
本文編號:3531436
【文章來源】:廣東藥科大學廣東省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
L-酪氨酸傳感器的CuO/β-CD/Nf/GCE的制備過程
富,作為貴金屬的廉價替代品,由于其使用成本低,并在氧化還原反應中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和良好的生物相容性[90],而受到人們廣泛關(guān)注,被譽為化學生物傳感界最具前景的應用材料。由于鈰納米材料易于制備的粒度、形態(tài)、獨特的電催化性能和選擇性,近年來,人們研究關(guān)于鈰納米材料,多集中于鈰納米復合材料(鈰的雙金屬納米材料、鈰與碳納米材料)和氧化鈰納米材料等的研究,用于構(gòu)建電化學傳感器檢測分析多種疾病標記物。事實證明,鈰納米材料與精挑細選的支持物之間的相互作用,對于提高電化學傳感器的感應性能至關(guān)重要。圖1.2表示Kanchana等人[91]采用水熱法和炭化法制備了基于鈰摻雜的羥基磷灰石(HA),即Ce-HA納米粒子(Ce-HA/GCE)修飾的玻碳電極(GCE)構(gòu)建了一種新型可靠且廉價的生物傳感器,并用于同時測定去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr),Ce-HA納米粒子具有強大的吸附能力,更大的表面濃度,構(gòu)建Ce-HA/GCE傳感器,檢測去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr)具有良好的線性范圍,分別為0.1–200、0.5–200和0.1–200μM,檢出限分別為0.058、0.39和0.072μM。具有出色的穩(wěn)定性,選擇性和可重現(xiàn)性,實用性考察,在人體血清和尿液樣品中進行NE,UA和Tyr的加標檢測,具有極好的回收率。圖1.2使用5Ce-HA納米粒子修飾的GCE同時檢測NE、UA和Tyr的示意圖Figure1.2SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofNE,UAandTyrusing5Ce-HAnanoparticlesmodifiedGCE.根據(jù)還原或氧化條件不同,鈰離子氧化態(tài)的化合價在+3和+4之間變化,因此CeO2具有出色的存儲或釋放氧氣的能力。由于氧化物的催化活性與它們在其表面提
廣東藥科大學碩士研究生學位論文8供吸附性氧種類的能力以及容易提取其晶格氧形成氧空位有關(guān)。因此,電子結(jié)構(gòu)通過適當?shù)幕瘜W摻雜引入氧空位,十分容易改變CeO2的理化性質(zhì)。Lavanya等人[92]首次使用鈷摻雜的CeO2納米顆粒制造了一種新型電化學傳感器(圖1.3所示),首次用于同時測定黃嘌呤(XA),次黃嘌呤(HXA)和尿酸(UA),修飾電極表現(xiàn)出明顯分離的陽極峰。XA、HXA和UA線性分別在0.1–1000、1–600和1–2200μM濃度范圍內(nèi),檢出限分別為0.096、0.36和0.12μM(S/N=3),所制造的傳感器進一步用于檢測人體尿液中的XA,HXA和UA有良好選擇性和重現(xiàn)性。圖1.3使用10wt%Co-CeO2NPs修飾的GCE同時檢測UA、XA和HXA的示意圖Figure1.3SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofUA,XAandHXAusing10wt%Co-CeO2NPsmodifiedGCE.1.4.1.2銅納米復合材料修飾電化學傳感器在疾病標記物中的應用銅納米材料由于其低廉的研究成本、快速的電導率、獨特的性能、新穎的應用和不受氯化物中毒的干擾,在醫(yī)學領(lǐng)域引起專家們廣泛的科研興趣。在過去幾十年間,科學家一直致力于設(shè)計基于銅納米復合材料的新型電化學傳感器,用于疾病早期診斷與預防。以銅納米粒子為基底的復合材料[93-94],包含碳材料(石墨烯、碳納米管等)、纖維、聚合物、金屬氧化物等,由于電信號的放大,增加電化學傳感器性能。Ma等人[95]通過一步電沉積硫酸銅水溶液,將銅納米粒子(CuNPs)負載在三維泡沫鎳上,形成CuNPs@NiF復合改性電極,構(gòu)建出非酶促葡萄糖傳感器,成功地應用于葡萄糖催化氧化(圖1.4所示),通過循環(huán)伏安法(CV)和計時電流法(i-t曲線)探究電極的靈敏度,研發(fā)的銅納米復合材料傳感器低成本、無毒和電催化活性高,可在無酶傳感器中充當催化劑的角色,具有出色的葡
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國際納米科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢研究[J]. 焦健,杜鵬. 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究. 2019(10)
[2]納米材料的應用及制備[J]. 尹雨悅,王福春,王萬坤,陳志博,楊麗. 廣東化工. 2019(18)
[3]納米材料的分類及其物理性能研究[J]. 趙心瑩. 信息記錄材料. 2018(02)
[4]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
[5]生物標志物分類及其在臨床醫(yī)學中的應用[J]. 李愛玲,宋健. 中國藥理學與毒理學雜志. 2015(01)
[6]血清中葡萄糖含量的測定方法及其研究進展[J]. 戴新華,齊韜,楊夢瑞,徐蓓,方向. 化學分析計量. 2008(03)
[7]納米技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 馬玉寶. 勝利油田職工大學學報. 2003(03)
本文編號:3531436
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