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聚L-ASP修饰电极对儿茶酚胺类特质的电分析作用

李小春  
【摘要】: 化学修饰电极于1975年问世,是目前最为活跃的电化学和电分析化学的前沿领域。氨基酸因含有活性基团氨基(-NH2)和羰基(-COOH),从而得到了科研工作者的广泛关注,氨基酸修饰电极则是氨基酸的一个重要应用。肾上腺素(EP)、去甲肾上腺素(NE)和多巴胺(DA)等统称为儿茶酚胺类物质,它们都是由酪氨酸衍生而来的系列物。儿茶酚胺含量的不同与心脏猝死、冠状心脏病和心脏不充血等有潜在联系,所以利用氨基酸修饰电极对它们含量的测定具有重要的实际意义。 论文的主要内容和创新之处如下所示: 本文选择了分子中含有两个羧基(-COOH)和一个氨基(-NH2)的L-天冬氨酸为修饰剂,首次通过循环伏安聚合法修饰到玻碳电极表面,制备出了聚L-天冬氨酸修饰电极(PL-ASP/GCE)。利用该修饰电极对EP、NE与DA进行电分析测定,结果表明它们在该修饰电极上都有很好的电流响应。 1、以EP为探针,通过循环伏安法探讨了制备PL-ASP/GCE修饰电极的最佳修饰条件。该修饰电极的重现性、稳定性良好,制备简单。在pH=4.0时该修饰电极对EP有很好的电催化作用并且可有效排除尿酸(UA)和抗坏血酸(AA)等一些生物分子对EP的干扰。首次分析了不同浓度的EP在PL-ASP/GCE修饰电极上的控制模式:在高浓度时,EP在修饰电极上主要是扩散控制;在低浓度时,主要是吸附控制。EP的浓度与氧化峰电流在1.23×10-7-1.12×10-5mol/L与1.12×10-5-1.06×10-4mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限可达(S/N=3)4.6×10-8mol/L。该方法具有良好的灵敏度、选择性,并已用于针剂的测定,结果令人满意。我们还研究了EP在PL-ASP/GCE修饰电极上0.5mol/L H2SO4介质、Mcllvaine缓冲溶液(pH=2.80和pH=4.60)和KPPB溶液介质中的电化学行为。另外,我们利用电化学阻抗法研究了聚L-天冬氨酸修饰电极在EP溶液中电化学行为并与裸电极做了比较,结果与循环伏安法一致。 2、以NE为探针,利用循环伏安法探讨了适合测定NE的PL-ASP/GCE修饰电极的最佳修饰条件。首次利用该修饰电极分析测定NE。在pH=5.0时可以有效排除UA和AA等一些生物分子对NE的干扰。与EP相同,在高浓度时,NE在该修饰电极上主要是扩散控制;在低浓度时,主要是吸附控制。在最佳条件下,NE在PL-ASP/GCE上的氧化峰电流与其浓度在1.01×10-4-1.63×10-5mol/L与1.63×10-5-3.15×10-8mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为(S/N=3)4.31×10-9mol/L,比NE在裸电极上的检出限低三个数量级。此修饰电极已用于NE针剂的测定,结果令人满意。 3、以DA为探针探讨了适合测定DA的PL-ASP/GCE修饰电极的最佳制备条件。在pH=5.0,扫速为100 mV/s,电压范围为0.0-0.6V的最佳条件下,DA在该修饰电极上出现一对灵敏的氧化还原峰,也有效排除了AA和UA等一些生物分子的干扰。与EP和NE相同,高浓度时,DA在该修饰电极上主要是扩散控制;在低浓度时,主要是吸附控制。在最佳条件下,DA在1.06x10-4-1.325×10-5mol/L和1.325×10-5-1.18×10-8mol/L浓度范围内与氧化峰电流呈较好的线性关系,检出限(S/N=3)可达1.0×10-9mol/L,比裸电极低3个数量级。该修饰电极已成功应用于多巴胺针剂的分析,结果令人满意。 4、首次利用DFT-B3LYP理论计算的方法探究了肾上腺素与聚L-天冬氨酸分子的氢键作用。理论计算结果表明:EP与聚L-天冬氨酸分子之间存在氢键作用,从理论上初步探讨了聚L-天冬氨酸修饰电极对EP具有电催化作用的机理。


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