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《西北师范大学》 2018年
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功能碳纳米管构建的无酶传感器检测细胞释放超氧阴离子

刘新贺  
【摘要】:超氧阴离子(O_2~(·-))有着重要的生理功能,在病理环境中起关键作用,因此,寻求一种可靠的方法检测O_2~(·-)是非常重要的。在现有的许多检测方法中,电化学方法由于响应速度快、灵敏度高、重现性好、操作简便而受到广泛关注。本文利用多壁碳纳米管以及金属纳米粒子构建了超氧阴离子无酶电化学传感器,并实现了对癌细胞释放O_2~(·-)的检测。主要研究内容如下:(1)利用银纳米粒子(AgNPs)和十二烷基硫酸钠功能化多壁碳纳米管复合材料(SDS-MWCNTs),制备了一种灵敏的无酶电化学传感器,并用于测定细胞O_2~(·-)的释放。作为分析和传感平台,AgNPs/SDS-MWCNTs修饰电极对O_2~(·-)具有良好的电化学性能,检测限低至0.0897 nM,线性范围宽至6个数量级,优于其它的O_2~(·-)电化学传感器。其优异的性能来自于SDS-MWCNTs复合材料可以作为AgNPs的有效负载基质。更为重要的是,这种无酶传感器可用于测定细胞释放的O_2~(·-),O_2~(·-)的释放量随着刺激物浓度的增加而增大,这为临床诊断评估细胞氧化应激提供了可能。(2)基于上一章的研究,我们采用“一锅法”合成了银纳米粒子/多壁碳纳米管复合材料(AgNPs/MWCNTs),将其修饰在玻碳电极上,制得无酶O_2~(·-)传感器。在功能化多壁碳纳米管(MWCNTs)存在下,以葡萄糖为还原剂和稳定剂,通过化学还原生成银纳米粒子(AgNPs),得到所需的AgNPs/MWCNTs纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及循环伏安法(CV)等对纳米复合材料进行了形貌和性质研究。实验结果表明,该传感器具有良好的电化学性能,检测限为0.1192 nM,线性范围宽达6个数量级,有检测细胞释放O_2~(·-)的能力。另外,我们探讨了不同强度刺激下细胞抗氧化应激的能力,结果表明细胞抗氧化应激的能力是有限的。因此,该工作在生物研究领域具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q2-33;O657.1;TP212

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