槲皮素和蘆丁修飾的電化學(xué)生物傳感器研究.pdf

1、本文對槲皮素(Qu)和蘆丁(Ru)的分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)、藥理活性、聚合物薄膜化學(xué)修飾電極的制作方法及生理體系中共存的生物小分子尿酸(UA)、神經(jīng)遞質(zhì)如腎上腺素(EP)和5-羥色胺(5-HT)的分析檢測進(jìn)展進(jìn)行了較為詳細(xì)的綜述.在此基礎(chǔ)上,首次選用黃酮類分子槲皮素(Qu)和蘆丁(Ru)作為修飾劑,在充蠟石墨電極(WGE)上以電化學(xué)方法制備了Qu/WGE和Ru/WGE兩種新型的生物傳感器,采用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、紅外光譜(IR)

2、、紫外一可見光譜(UV-vis)及電化學(xué)測試技術(shù)等分析技術(shù)手段,測試了WGE表面上的修飾產(chǎn)物、表面形貌及其電化學(xué)活性等性能,并將所制得的修飾電極成功用于含有UA和AA、EP和AA、5-HT和AA等混合體系的分析檢測.通過與未修飾的WEG電極比較,表明Qu修飾膜對UA與AA,Ru修飾膜對EP、5-HT、AA的電氧化反應(yīng)有明顯的電催化作用. 對Qu/WGE的制備條件進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明:當(dāng)反應(yīng)物Qu的濃度為0.5mmolL<'-1>

3、.,磷酸緩沖液PBS的pH為7.0,掃速為20 mV s<'-1>,電勢范圍為-0.2-1.0 V,掃描圈數(shù)為4圈時,為最佳修飾條件.通過循環(huán)伏安和交流阻抗等電化學(xué)測試方法證明Qu沉積膜荷負(fù)電荷,而且具有電化學(xué)活性.對Qu在WEG上的沉積機(jī)理進(jìn)行了分析:Qu發(fā)生二電子二質(zhì)子氧化反應(yīng),B環(huán)上的3',4'-OH轉(zhuǎn)化為o-醌式結(jié)構(gòu)而具有吸電子能力,使B環(huán)6'-C位帶部分正電荷,從而可能與電極表面陽極化引入的含氧基團(tuán)發(fā)生親核加成反應(yīng),進(jìn)而鍵合到

4、電極表面上.采用差分脈沖伏安法,將該電極運(yùn)用于UA和AA混合體系的檢測,結(jié)果表明,在500倍濃度的AA存在條件下能夠選擇性地靈敏檢測UA,線性范圍為1.0-50μmol L<'-1>(r<'2>=0.995),檢測限為1.0 μmol L<'-1>,ΔE<,pUA-AA>=280 mV.初步用于實際尿液樣品的檢測,得到了理想的測試效果.通過緩沖溶液pH對UA和AA氧化峰電勢的影響,說明UA和AA在Qu/WGE上的氧化反應(yīng)均為兩電子兩質(zhì)子

5、的過程,UA經(jīng)過兩電子兩質(zhì)子過程水解生成尿囊素,AA則通過兩電子兩質(zhì)子過程氧化為去氫抗壞血酸. 在制備Ru/WGE修飾電極時,通過對恒電勢法和循環(huán)伏安法得到的沉積膜的FE/SEM圖的比較,表明用循環(huán)伏安法得到的修飾膜形貌更規(guī)整,因此本論文中的電極采用循環(huán)伏安法進(jìn)行修飾.通過對沉積膜的各種表征實驗,初步推測出Ru氧化聚合機(jī)理.Ru分子B環(huán)的o-OH易被氧化成苯氧基,而苯氧基之間或苯氧基與Ru單體都易發(fā)生聚合而沉積在電極表面上.在生

6、成沉積膜的同時,一部分Ru單體分子被包埋在沉積膜內(nèi),從而使生成的聚合膜保持良好的電化學(xué)活性.將Ru/WGE應(yīng)用于對生物活性分子的檢測,取得了另人滿意的結(jié)果.與WGE相比,在Ru/WGE上神經(jīng)遞質(zhì)物質(zhì)5-HT和EP的氧化峰電流大大增加,顯示出良好的電催化作用.5-HT和EP在Ru/WGE上的氧化反應(yīng)遵循的是兩電子伴隨兩質(zhì)子的過程,在氧化過程中Ru充當(dāng)了EP和5-HT.氧化的電子媒介體.在0.01mmol L<'-1>AA存在條件下,EP的

7、線性范圍為3.0-90 μmol L<'-1?一(γ<'2>=0.995),檢測限為1.0 μmolL<'-1>,AEpEp-AA=172 mV;AA和5-HT共存條件下,AE<,ps-HT-AA>=288 mV,AA的線性范圍為2.0-60.0 μmol L<'-1>,檢測限為1.0 μmolL<'-1>;5-HI、的線性范圍為0.3-9.0 μmol L<'-1>,檢測限為0.1μmol L<'-1>. 對AA、5-HT和E

8、P在Ru/WGE的反應(yīng)機(jī)理也進(jìn)行了分析,觀察到三者的氧化峰電勢皆隨著溶液pH的增加而負(fù)移,其線性關(guān)系的斜率表明它們的氧化反應(yīng)都遵循的是兩電子兩質(zhì)子的過程. 兩種電極的制作方法簡單,具有較好的穩(wěn)定性和可再生性.對Qu/WGE來說,3天后,其電流信號下降3﹪,7天后,其電流信號下降5﹪,30天后電流信號下降10﹪;對Ru/WGE而言其電流信號下降5﹪,7天后,其電流信號下降8﹪,30天后電流信號下降15﹪.因此,兩種電極對于臨床分析