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《西北师范大学》 2018年
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聚酰胺—胺金属纳米复合材料修饰电极对细胞释放超氧阴离子的研究

魏宏伟  
【摘要】:超氧阴离子(O_2·~-)是生物体内非常重要的活性氧之一,其动态变化可以提供丰富的生理、病理信息。因此监测细胞释放O_2·~-的动态变化对于促进临床诊断的发展具有重要意义。聚酰胺-胺(PAMAM)具有尺寸可控、表面存在高密度的末端官能团、内部含有空腔等特性,广泛应用于电化学传感器的构建。金属纳米粒子具有良好的催化活性、大的比表面积及高的表面能,常被用作酶的高效替代物。本文用PAMAM作金属纳米粒子的负载基质构建了无酶电化学传感器,并用于细胞释放O_2·~-的检测。主要研究内容如下:(1)将银纳米粒子(AgNPs)电沉积在聚酰胺-胺(PAMAM)上,构建了一种新型的无酶超氧阴离子(O_2·~-)传感器,并探究了细胞释放O_2·~-的动力学过程。由透射电镜(TEM)可知,大量小尺寸的AgNPs均匀分散在PAMAM的表面及内腔。电化学实验表明,该修饰电极对O_2·~-具有优异的催化性能、低的检测限(2.53×10~(–13)M)以及宽至8个数量级的线性范围,而且可满足实时监测细胞释放O_2·~-的要求。此外,选用酵母多糖A刺激癌细胞(大鼠肾上腺髓质嗜啫肿瘤细胞(PC12)),发现细胞释放O_2·~-的量与酵母多糖A的用量密切相关。更为重要的是,电化学实验首次证明了超氧化物歧化酶(SOD)具有维持体内O_2·~-浓度的能力。这些发现对于评估O_2·~-在生物体中的代谢过程具有重要意义。(2)基于上一章的研究,可以确定聚酰胺-胺(PAMAM)是金属纳米粒子理想的负载基质,但是银纳米粒子(AgNPs)自身的不稳定性会严重影响修饰电极的导电性。故本章用一步法合成了PAMAM-Au纳米复合材料,并制得无酶电化学传感器。通过透射电镜(TEM)观察到小尺寸的AuNPs嵌入到PAMAM内腔中,且分布均一。电化学实验表明,该传感器对O_2·~-有较好的检测效果,具有宽的线性范围(3.69×10~(-11)~3.72×10~(-5)M),低的检测限(0.0123nM)。同时,进一步探究了环境温度对细胞释放O_2·~-的能力以及SOD酶催化性能的影响。
【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

【参考文献】
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