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《华东师范大学》 2004年
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纳米材料修饰电极在液相色谱电化学检测中的应用研究

李金花  
【摘要】:纳米技术被公认为二十一世纪最具发展前途的研究领域之一,纳米材料研究是目前材料研究的一个热点。纳米材料的表面原子数、表面能和表面张力随着粒径的下降急剧增加,表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点,使得纳米材料在光、热、磁、敏感特性和表面稳定性等方面都体现出普通材料所不具备的优越性能。纳米技术与电分析化学的有机结合,是一个崭新的领域,有利于原创性地建立一些电分析化学的新理论、新技术和新方法。 高效液相色谱——电化学检测联用技术,作为分析化学的一个分支,由于其分离效率高,检测灵敏、选择性好及简便灵活的特点,已成为化学、生物、医药、环境等领域的一项重要分离分析手段。 近年来,随着生命科学、环境工程等相关领域的迅速发展,许多传统的、常规的分析方法与手段已不能满足这些领域研究的需要。人们正迫切需要新的分析方法来实现实时、在线的检测,从而获得更多的信息。纳米技术的发展将史无前例地把分析工作者更加深入地融合到这些领域。毫无疑问,在纳米尺度上的分析化学必将成为传统分析化学学科向前发展的新的生长点。 本论文研制了三种新型纳米材料修饰电极,并重点研究了这些纳米材料修饰电极与传统常规材料修饰电极相比所呈现出的更优越的性能。论文的另一个工作重点是将这些新型纳米材料修饰电极应用于色谱电化学中,并实现生物活性分子、环境样品的分析测定,为生命科学、环境工程及其相关领域的研究提供新的分析方法。本论文具体内容如下: 一、铂粒子化学修饰电极液相色谱电化学检测巯基化合物的研究 本章根据贵金属超微粒子或纳米尺寸的贵金属粒子具有较大的比表面积和特殊的表面性质,与常规尺寸的贵金属电极相比具有更好的催化特性而研制了亚微米铂粒子修饰电极。应用液相色谱——脉冲安培检测(HPLC-PAD)技术有效延长该修饰电极催化巯基化合物氧化反应的寿命,并且提高电极对该类化合物响 中文摘要 应的灵敏度。实验结果表明该修饰电极对L一半肤胺酸(L一cys)、谷肤甘肤(GsH) 和青霉胺(PEN)这三种琉基化合物有良好的催化氧化作用;L一cys、GsH和 PEN的电流响应与其浓度呈现良好的线性关系,其检出限分别为1.lxlo一7 mol L一,、1.8x一。一7 molL一‘和3.sxlo一7molL一,(s加二3)。此外,与微渗析技术联用,该 方法成功地用于大鼠脑中L一Cys和GSH的测定。该方法简便、快速,且灵敏度 高,为液相色谱一电化学检测联用技术在临床医学、生理学等生命科学中的应用 提供了新的分析检测手段。 二、竣基化多壁碳纳米管(MWNT-c00H)/聚3一甲基唆吩(p一3MTP)修饰电 极与液相色谱电化学检测技术联用同时分离检测环境水样中的芳香胺 碳纳米管是一种理想的电极材料,当它作为电极使用时,其优良的导 电性能将会很好地促进电活性物质的电子传递。聚3一甲基噬吩是一种很好 的导电聚合物膜,该聚合膜具有抗污染能力强、稳定性好、导电性好的特点。本 章将梭基化多壁碳纳米管与聚3一甲基唆吩膜复合,制备了MWNT-COOH/p一3MTP 修饰电极。本章采用的双工作电极,可在不同的工作电位下,同时灵敏地分离检 测苯胺(A)、4一硝基苯胺(4NA)、4一氯苯胺(4 CA)、1一蔡胺困ap从)、2一嗅苯胺(2 BA) 芳香胺化合物。实验结果表明该修饰电极可明显催化芳香胺化合物的氧化反应, 与梭基化多壁碳纳米管修饰电极相比具有更好的催化作用。将该纳米修饰电极 用于高效液相色谱,同时分离测定了环境水样中的这五种芳胺,其检测限分 别为4oxlo一8,z.6xlo一7,l.oxlo一7,l.sxlo‘7,l.7xlo一7 molL一,。该纳米复合膜修 饰电极的研制拓宽了碳纳米管/聚合物复合纳米材料在电分析化学中的应用。 三、梭基化多壁碳纳米管/过氧化聚毗咯修饰电极用于色谱电化学检测大鼠纹状 体微渗析液中的多巴胺 过氧化聚毗咯膜用于制作修饰电极能提高对多巴胺的响应,并降低干扰物抗 坏血酸的响应;然而最重要的是它有效的降低了电极比较高的背景电流,从而改 善了这种负电性的膜在分析化学方面的应用。同时,碳纳米管被认为是复合材料 中一种理想的增强剂;制备含有碳纳米管的复合物也是解决碳纳米管在普通有机 溶剂中聚集成束这一问题的好方法之一。本章制备基于梭基化多壁碳纳米管/过 2004年申请硕士学位论文 中文摘要 氧化聚毗咯复合膜(MWNT-coo曰oPPy)的修饰电极。在考察该修饰电极对多 巴胺的响应时,发现它能大幅度提高多巴胺的电流响应。因而在与液相色谱联用 时,可获得与其他许多修饰电极相比更高的灵敏度和更低的检测下限(7 .sx 10一,”molL一,),本章成功地实现了对大鼠脑内微渗析液中的多巴胺分析测定。该 方法为多巴胺的生理角色的相关研究提供了一种高灵敏度的分析方法,同时也为 碳纳米管/聚合物复合纳米材料在电分析化学中的应用提供了一种新的思路。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O657.1;O657.7

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