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多巴胺(DA)是大脑中一种重要的神经递质,它的缺失会诱导一些神经上、心理上及内分泌的疾病。目前对DA的检测多采用电化学方法,但DA在裸电极上的反应比较缓慢。灵敏度较低;同时脑组织中还存在着大量的抗坏血酸(AA),因AA同DA的标准氧化电位非常接近,AA会对DA的检测产生严重的干扰。因此,同时提高检测DA的灵敏度和选择性,并对DA的含量进行准确测定一直是科学工作者感兴趣的课题。本论文首次提出对碳纳米管(CNTs)进行全碳修饰,制备得到了C60-CNTs复合物或化合物,并利用硼酸等具有特殊性质的小分子对其进行功能化修饰,这些复合物或化合物有望在检测DA方面取得一定的突破。
1.用电化学方法制备了C60-MWCNTs复合膜,与单独C60固态膜前两个还原及再氧化峰发生很大分离的情况完全不同,C60-MWCNTs复合膜出现了类似于C60在甲苯乙腈溶液中连续的、可逆的单电子还原氧化峰。并用电化学阻抗对C60-MWCNTs复合膜的导电性进行了研究。在大量AA存在时,用循环伏安和微分脉冲研究了C60-MWCNTs复合膜修饰的玻碳电极对DA检测的灵敏度和选择性,当AA的浓度比DA高3-4个数量级时,DA的氧化峰电流仍然比AA高2倍。
2.用化学方法分别合成了Ce-SWCNTs、C60-MWCNTs化合物,通过透射电子显微镜(TEM),X.射线光电子能谱(XPS)进行了的表征和分析,用循环伏安研究了C60-MWCNTs、C60-SWCNTs化合物的电化学行为,与Ce衍生物的固态膜不同,在有机溶液中C60-MWCNTs、C60SWCNTs化合物均出现了类似C60衍生物在甲苯乙腈溶液中连续的、可逆的单电子还原氧化峰;用电化学阻抗图(EIS)表征了CNTs功能化前后其导电性的变化,并用循环伏安和微分脉冲对比研究了C60SWCNTs、C60-MWCNTs化合物对DA检测的灵敏度和选择性。对于C60-SWCNTs化合物,SWCNTs表面的共价键修饰破坏了碳管整体的π电子结构体系,不利于对DA的检测,而在C60-MWCNTs复合膜中因存在着大的离域π键,易于富集带正电的DA,有利于对DA的检测。
3.用化学方法合成了硼酸修饰的CNTs(Boc-MWCNTs),通过TEM,XPS,热重(TGA)的表征和分析,证明了硼酸基已经连接到MWCNTs。用Boc-MWCNTs修饰的GC电极对DA进行了电化学检测。由于Boc-MWCNTs化合物上的硼酸基和DA结合生成硼酸酯,利用硼酸酯的电化学氧化来检测DA的方法赋予了Boc-MWCNTs化合物膜检测DA的特性,提高了检测DA的灵敏度和选择性。
4.用电化学方法制备了C60-CdS复合膜。在乙腈溶液中,C60-CdS复合膜出现了类似于C60在甲苯乙腈溶液中可逆的还原氧化峰。研究了Hb在C60-Cds复合膜上的电化学,及C60-CdS/Hb复合膜电极对H2O2的还原催化。