絲裂霉素在殼聚糖-石墨烯修飾電極中的電化學(xué)行為開題報告

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1、開題報告絲裂霉素在殼聚糖-石墨烯修飾電極中的電化學(xué)行為一、選題的背景、意義化學(xué)修飾電極和以此為基礎(chǔ)的電化學(xué)生物傳感器是現(xiàn)代分析化學(xué)的重要研究方向之一，已廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、食品和軍事等領(lǐng)域的分析檢測和機理研究[1]。石墨烯由于具有良好的導(dǎo)電性、催化活性和較大的比表面積，尤其對過電位的大大降低及對部分氧化還原蛋白質(zhì)的直接電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，石墨烯的研究雖然剛剛起步，但是由于其良好的性質(zhì)，正在被慢慢的用于修飾電極的研究。目前制備的石墨烯納米復(fù)合材料并不多，主要是因為石墨烯既不親水也不親油，反應(yīng)活性不高。使得對它進(jìn)行改性比較困難，從而導(dǎo)致與其它材料復(fù)合也比

2、較困難?，F(xiàn)在制備石墨烯納米復(fù)合材料主要是先讓氧化石墨與其它材料復(fù)合，再將其中的氧化石墨還原得到石墨烯納米復(fù)合材料；或者用改性過的石墨烯與其它材料復(fù)合。石墨烯／聚合物納米復(fù)合材料。Ramanathan等[1]將改性后的石墨烯、單壁碳納米管(SWCNT)和膨脹石墨分別與PMMA采用溶液分散法進(jìn)行復(fù)合，并對其熱力學(xué)性能、機械性能以及流變性能進(jìn)行了表征。與多層的膨脹石墨相比，改性的石墨烯與聚合物之間的作用更強;Verdejo等[2]制得了石墨烯／泡沫有機硅納米復(fù)合材料，其中的石墨烯是氧化石墨經(jīng)熱還原得到的。石墨烯／無機納米復(fù)合材料。Watcharomne等[3]用溶膠一

3、凝膠法制備了石墨烯／SiO2納米復(fù)合材料。將氧化石墨／SiO2溶膠涂于硼硅酸鹽玻璃上，然后將干燥后的樣品置于充滿水合肼蒸汽的容器中進(jìn)行還原，最終得到石墨烯／SiO2納米復(fù)合材料[4];Chao等[5]采用溶液混合法制備了Pt、Pd、Au與石墨烯的納米復(fù)合材料。甲殼素和殼聚糖具有抑菌、抗腫瘤、促進(jìn)血液凝固等藥理學(xué)活性;在自然界的資源豐富,無毒,具有良好的生物相容性和生物可降解性,可作為藥劑學(xué)上緩控釋制劑的輔料,醫(yī)藥用膜和敷料。雖然目前尚有很多問題,如溶解度小,緩釋膜機械強度小,工業(yè)化生產(chǎn)和制備工藝尚不確定等有待解決,但隨著研究的逐步深入,殼聚糖及其衍生物必將在醫(yī)藥

4、學(xué)領(lǐng)域中開拓更新、更廣的應(yīng)用前景。而金屬納米粒子由于具有與其顆粒大小相關(guān)的特殊性質(zhì)，如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，從而產(chǎn)生不同于相應(yīng)塊體材料的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)和催化性能，逐漸為電分析化學(xué)領(lǐng)域廣泛關(guān)注[5]。經(jīng)過修飾的石墨烯能與金屬納米粒子之間形成較強的相互作用。尤其是納米金具有強的吸附能力、較大的比表面積，且具有良好的生物兼容性；金顆粒還可以與氨基發(fā)生非共價的靜電吸附而牢固結(jié)合，與巰基之間形成很強的Au2S共價鍵，這使得膠體金可與生物活性組分結(jié)合，形成的探針可用于生物體系的檢測中。石墨烯-殼聚糖-金屬納米顆粒修飾電極的生物電分析研究將給石墨烯、殼聚糖及金

5、屬納米顆粒的應(yīng)用指明新的方向，促進(jìn)對它們的進(jìn)一步研究，同時也將當(dāng)今的科技前沿－納米材料科技和生命科學(xué)有機地結(jié)合起來。石墨烯可以通過物理或化學(xué)手段進(jìn)行進(jìn)一步的修飾，將抗體、酶和核酸等修飾到石墨烯表面，這將為石墨烯引入更多的性質(zhì)，并為石墨烯在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。隨著石墨烯制備純化技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，人們對石墨烯的性質(zhì)將會有更深刻的認(rèn)識，從而拓寬石墨烯復(fù)合材料在電化學(xué)和分析化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。蛋白質(zhì)和酶等生物大分子的直接電化學(xué)將一直是石墨烯復(fù)合材料電極的研究熱點與難點，這對于了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能等具有重要意義。本實驗是用電化學(xué)方法以石墨烯-殼聚糖-納米金修飾玻

6、碳電極來實現(xiàn)對藥物分子進(jìn)行檢測。將當(dāng)今的科技前沿－納米材料科技和生命科學(xué)有機地結(jié)合起來，可以靈敏地測定藥物分子。石墨烯復(fù)合物修飾電極在生物電分析領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出奇異的特性，有著廣闊的發(fā)展空間。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)對于多巴胺的測定，Tan[6]等人成功制備β-環(huán)糊精和石墨烯片（β-CD/GS），而且制備過程很簡單，它是通過將玻碳電極上滴加若干量的GS，然后在空氣中吹干在室溫下24小時即可。它在水溶液中表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性。當(dāng)用電化學(xué)方法檢測多巴胺時，修飾后的β-CD/GS納米復(fù)合物電極顯示出很大的可逆性對于DA的電化學(xué)響應(yīng)比沒有修飾的GS，用伏安法，β-CD/

7、GS/GCE這個線響應(yīng)范圍從9.0*10-3-12.7μM,檢測限在5.0nM,顯示出比GS/GCE卓越的傳感效果，根據(jù)安培的工作模式，β-CD/GS/GCE的線寬是0.9到200μM,明顯比GS/GCE要寬，我們的結(jié)果表明β-CD/GS納米復(fù)合物有成為新一代伏安和安培生物傳感器的潛能。Wang[7]等人在研究石墨烯化學(xué)合成用Hummers和Offeman方法，GCE上涂1和0.5μm的氧化鋁粉，然后用乙醇和去離子水沖洗，然后在氮氣的環(huán)境下使其干燥，1.5mg的石墨烯分散在1mL0.5%CS溶液中，為了形成均勻的graphene–CS混合物。石墨烯修飾電極應(yīng)用到

8、選擇性檢測線寬范圍為5μ