基于功能化碳微/納米電極測定兩種單胺類神經遞質新方法研究
【摘要】：神經遞質是控制中樞和外周神經系統行為和生理功能的重要生化分子。建立生物樣品中的神經遞質的含量和變化的分析方法是了解神經系統疾病的發病機理及藥物在體內的作用機制的基礎,對神經系統疾病的預防和治療具有重要的科學意義。電化學分析方法具有簡單、快速、靈敏、高時空分辨率和實時原位檢測等優點,被廣泛應用于生物樣品中神經遞質的分析檢測。針對目前電化學分析法檢測生物樣品中神經遞質時在空間分辨率、靈敏度、選擇性和電極污染等方面存在的問題,本論文開展以“基于功能化碳微/納米電極測定兩種單胺類神經遞質新方法研究”為題的研究工作。分別以5-羥色胺和多巴胺兩種單胺類神經遞質為檢測物,以碳纖維微電極和碳納米電極作為基底電極,采用具有信號放大功能的金納米材料和具有陰離子排斥性能的過氧化聚吡咯功能化修飾基底電極,構建了 3種檢測單胺類神經遞質的電化學傳感器,進行5-羥色胺和多巴胺的高靈敏度、高選擇性和抗電極污染的分析檢測。本論文由4章組成。第1章引言。簡要介紹了神經遞質的分類和功能,綜述了電化學分析法檢測神經遞質的研究進展;概述了碳微電極的制備方法和分類;最后介紹了本論文的研究目的和研究內容。第2章基于金納米花和過氧化聚吡咯修飾碳纖維微電極測定5-羥色胺新方法研究。制作了金納米花和過氧化聚吡咯修飾碳纖維微電極(OPPy/AuNFs/CFME),并將其用于5-HT的測定,建立了一種高靈敏度、高選擇性的檢測5-HT的電化學方法。首先將金納米花無電沉積在碳纖維上,再通過電化學聚合的方法修飾聚吡咯并進行過氧化,從而得到OPPy/AuNFs/CFME。通過場發射掃描電子顯微鏡和電化學技術對所得的OPPy/AuNFs/CFME進行了表征。在OPPy/AuNFs/CFME上,5-HT濃度在0.01～7.0μmol/L檢測范圍內與電流呈良好的線性關系,檢出限為2.3 nmol/L,可避免抗壞血酸、5-羥吲哚乙酸和尿酸的干擾。OPPy/AuNFs/CFME成功被應用于人血清樣品中5-HT的檢測,回收率良好。該電化學方法結合了 AuNFs的信號放大和OPPy的陰離子排斥性的優點,為生物系統中5-HT的檢測提供了一種新工具。第3章基于金納米粒子或過氧化聚吡咯修飾碳納米電極測定細胞釋放的多巴胺新方法研究。在拉制的納米石英管上通過化學氣相沉積(CVD)法沉積熱解碳成功地制作了尖端直徑約為300 nm的碳納米電極。由于時間問題,先分別通過無電沉積法和電化學沉積法成功制備了金納米粒子修飾碳納米電極(AuNPs/CNPE)和過氧化聚吡咯修飾碳納米電極(OPPy/CNPE),并考察了他們對水溶液和PC12細胞釋放多巴胺的電化學響應。用場發射掃描電子顯微鏡和電化學技術對所得的AuNPs/CNPE和OPPy/CNPE進行了表征,證實了 AuNPs/CNPE和OPPy/CNPE的成功制作。在AuNPs/CNPE電極上,DA濃度在0.08～8μmol/L濃度范圍內與電流呈良好的線性關系,檢出限為6 nmol/L;在OPPy/CNPE電極上,DA濃度在0.01～34 μmol/L的濃度范圍內與電流呈良好的線性關系,檢出限為2 nmol/L。AuNPs/CNPE和OPPy/CNPE均成功用于檢測PC12細胞釋放的DA。研究表明,具有信號放大特性的金納米粒子、具有陰離子排斥性的過氧化聚吡咯與具有良好空間分辨率納米電極相結合,可以很好的改善納米電極檢測DA的性能,為生物系統中的電活性生物分子的檢測提供有力的工具。后期我們將進一步將金納米粒子和過氧化聚吡咯集成修飾到碳納米電極上,進一步改進電極檢測DA的防污等性能。第4章結論與展望?？偨Y和分析了本論文的主要研究結論和不足之處,并對需要進一步完善和補充的工作進行了展望。
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