基于耐爾藍-石墨烯光電極的光致電化學(xué)分析法研究.pdf

1、光致電化學(xué)分析法是在光照下，利用被測物質(zhì)與光電化學(xué)反應(yīng)過程之間的相關(guān)性，誘發(fā)光生電子在分析物和電極之間的轉(zhuǎn)移，通過直接或間接檢測光電流，實現(xiàn)對被測物質(zhì)濃度的檢測。光致電化學(xué)分析法綜合了光化學(xué)和電化學(xué)兩種檢測方法的優(yōu)點，因其操作簡單、背景電流低、成本低廉和靈敏度高等優(yōu)點，成為目前分析化學(xué)研究的熱點，并被應(yīng)用在生命科學(xué)的研究中。
　　光致電化學(xué)分析法的關(guān)鍵是借助光電材料建立一個對被測物質(zhì)敏感的光致電化學(xué)系統(tǒng)。本文將氧化石墨烯(GOx)

2、修飾在ITO電極表面，然后將具有光電活性的耐爾藍(Nb)電聚合在修飾有GOx的ITO電極上，構(gòu)建了同時具有光電活性和電子受體功能的PNb-GOx納米復(fù)合界面。該界面能與電子供體煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)發(fā)生光致電化學(xué)反應(yīng)。由于NADH是多種脫氫酶的輔酶，通過檢測NADH，可以間接測定底物濃度或酶活力。基于PNb-GOx光電敏感界面的構(gòu)建，本文做了以下三個方面的研究:
　　1.將制備的PNb-GOx/ITO光電極作為工作電極構(gòu)

3、建了光致電化學(xué)傳感器，基于光電極對NADH的光致電化學(xué)響應(yīng)，通過檢測光電流實現(xiàn)了對NADH的定量分析。文中探討了光電化學(xué)敏感界面對NADH的響應(yīng)機理，討論了偏壓、電解液pH、光照強度對光致電化學(xué)反應(yīng)和測定NADH的影響。在優(yōu)化的實驗條件下，光電流隨NADH濃度的增加而增大，與0.01～80.0μmol/L NADH濃度的對數(shù)值成正比，其回歸方程為I(nA)=404.7+81.76lgC(μmol/L)，相關(guān)系數(shù)為0.993，檢出限為5n

4、mol/L（S/N=3），相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)為2.75％。
　　2.基于乳酸脫氫酶(LDH)催化乳酸和NAD+反應(yīng)會生成NADH，利用光電界面與生成的NADH發(fā)生光致電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的光電流，實現(xiàn)了LDH催化活性的檢測。探討了光致電化學(xué)響應(yīng)原理及偏壓、電解液pH值、NAD+和底物濃度對測定LDH催化活性的影響。通過測定商品LDH的催化活性，驗證了方法的可行性，發(fā)展了光致電化學(xué)測定蛋白質(zhì)催化活性的方法。
　　3.將殼聚糖作

5、為膜材料，戊二醛作為交聯(lián)劑，將LDH固定在光電極表面上，制備了一種新型光致電化學(xué)乳酸傳感器。該傳感器偶聯(lián)了酶促反應(yīng)和光致電化學(xué)反應(yīng)，通過光電流的檢測實現(xiàn)了對乳酸濃度的測定。通過實驗優(yōu)化了酶的固定量，涂膜液用量，殼聚糖和戊二醛的濃度等傳感器的制備條件。研究結(jié)果表明，乳酸傳感器光電流的大小正比于乳酸的濃度，在1.00～100μmol/L的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，其回歸方程是I(nA)=233.12+1.22C（μmol/L），相關(guān)系數(shù)為0