收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

聚酰胺—胺—生物/纳米功能复合物的合成及其在分析化学中的应用

曾云龙  
【摘要】: 新材料的研究与应用一直是分析化学,尤其是电化学生物传感器的一项重要研究课题。纳米粒子的应用,使传感技术得到飞速发展,不同特性的纳米粒子形成的复合纳米材料,不仅具备纳米粒子自身的特性,还因其协同效应产生新的性质。本研究工作致力于多功能纳米复合物的合成与应用的探索。应用独特性质的碳纳米管、聚酰胺-胺树枝形聚合物合成两元和多元新型PAMAM/MWNT-纳米/生物酶复合物,将制备的酶纳米复合材料修饰到电极表面所得生物传感器可在低电位下实现对过氧化氢和葡萄糖的灵敏检测,能用于生物传感界面的构建。制备的生物传感器具有较长的寿命、较高的灵敏度、较低的检测下限以及快的响应速度。具体内容如下: 1合成了酶-PAMAM复合物和CdTe-PAMAM纳米复合物,并以酶的复合物构建生物传感器。 5.0 G PAMAM表面带有64个亲水的氨基,内部呈空穴状,具有类似天然蛋白质结构,具有很好的生物兼容性,具备同时携带多种物质和负载量大的优点,非常适合制备多功能复合物和生物复合物。在第2章中优化了PAMAM的合成条件。在对回收液成分分析的基础上,成功实现了低代PAMAM回收液直接循环利用的实验室模拟绿色合成。合成了10种纯度和得率均在98%以上的PAMAM(0.5 G-5.0 G)产品,并应用红外与元素分析进行表征。 在第3章中,以NaIO4氧化了的葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶与PAMAM反应,制备了酶-PAMAM环状纳米复合物。该电极对H2O2具有很高的电流响应灵敏度,其灵敏度达360μA·L·mmol-1·cm-2,电极对H2O2的线性响应范围为3.1μM -2.0 mM,最低检测限达0.80μM。响应时间小于2 s。TEM成像显示酶-PAMAM可以通过自聚合形成环状纳米复合物。由于环状复合物中酶处于高度密集状态,固定量非常大,同时PAMAM的空穴结构,可使酶部分楔入其中,使其处于一种适宜的微环境中,能够较好地保持活性,在PAMAM复合物敏感膜中酶的活性比在一般敏感膜中酶的保持时间明显延长。电极对H2O2的电流响应很稳定,在3周时,其电流值为初始电流的91%,10周时,电流响应仍保持最初时的70 %左右。 HRP/GOx-PAMAM复合物生物传感器在3.0×10-6~1.5×10-3 mol L-1葡萄糖的浓度范围,电极呈线性响应,对葡萄糖的响应电流为170 A·L·mmol-1·cm-2,响应时间约2s。 在第4章中,合成了CdTe-PAMAM复合物,并应用TEM成像技术进行表征。PAMAM与量子点之间的能量转移特性,使得体系的荧光大大增强。由于量子点的表面在复合物中得到有效钝化与保护,其耐漂白性能得到显著增强。提出了结构有序CdTe-PAMAM复合物的可控合成方法。 该复合物荧光探针对Hg2+离子具有高的选择性和灵敏度,优化了Hg2+分析条件。在0.0010mol L-1的硝酸介质中,量子点复合物浓度为1.5×10-4mol L-1时,Hg2+离子浓度在5×10-7~1.2×10-5 mol L-1范围内与体系的相对荧光强度呈良好的线性关系。检测下限为9×10-8 mol L-1。量子点复合物浓度为2.0×10-5mol L-1时,Hg2+离子在1.2×10-9~4.0×10-7 mol L-1体系的相对荧光强度呈良好的线性关系,检测下限为5×10-10 mol L-1,并初步应用于实际样品中微量汞的测定。 2合成了PAMAM-MWNT,酶-PAMAM-MWNT复合物和CdTe-PAMAM-MWNT等新型纳米复合物,并应用酶复合物构建电化学生物传感器。 碳纳米管具有非常好的电催化活性、化学稳定性、生物兼容性和优良的能量/电荷转移特性,但它最大的缺陷是几乎不溶于所有溶剂,尤其是水,极大地局限了这种性能优良的纳米材料的研究与应用。 在第5章中,首先将碳纳米管在HNO3-H2SO4混酸中氧化,使碳纳米管壁以及末端生成羧基,将5.0 G PAMAM球型高分子聚合物接枝到碳纳米管上,合成了PAMAM-MWNT复合物,应用红外与荧光等对复合物进行表征。荧光研究发现复合物PAMAM-MWNT之间具有能量转移特性。由于PAMAM表面大量的氨基,PAMAM-MWNT表面带有大量的亲水基团,复合物在水与醇等有机溶剂中具有很好的分散性和稳定性,较好地解决了碳纳米管的溶解性(分散性)问题,扩展了它的应用范围。 在第6章中,将葡萄糖氧化酶和辣根过氧化酶的羟基用NaIO4选择性地氧化成醛基,然后与PAMAM-MWNT结合制备了酶复合物并将其以溶胶-凝胶法修饰到玻碳电极上制成响应双氧水和葡萄糖的生物传感器。由于复合物中酶与MWNTs等的协同作用,电极具有高灵敏度和快速电流响应;GOx和HRP活性中心和GCE表面实现直接电子转移,电极响应不需要电子媒介。工作电位在-0.34 V时,传感器对葡萄糖呈现高选择性,抗坏血酸、尿酸和多巴胺等其他生物分子不产生干扰。电极对葡萄糖的线性响应范围为4.0μM~1.2 mM,检测限为2.5μM,响应时间约为1s。响应灵敏度为2 200 nA mM-1。在PAMAM-MWNT复合物中,由于PAMAM特殊的类似蛋白质结构特性,可为酶提供适宜的微环境,酶的活性保持时间显著延长。 在第7章中,应用Te粉作为碲源,合成了巯基乙酸修饰的CdTe量子点。以巯基乙酸修饰的CdTe与PAMAM-MWNT共价结合,合成了密度可调控的三元复合物。应用TEM成像和红外、紫外可见光谱等表征了量子点复合物。确定了密度可调控的简单可行的合成路线。复合物中量子点的荧光发生强烈猝灭,表明CdTe-PAMAM-MWNT具有很好的能量转移/电荷转移特性,并发现PAMAM具有传递能量/电荷转移的功能。 3在第8章中,应用溶胶-凝胶法将钴(II)卟啉(CoTPP)和四苯硼钾(TPB)修饰到玻碳电极上研制成功对多巴胺和尿酸具有良好的催化活性的电化学传感器,并辅以红外技术研究了多巴胺在电极上的电催化氧化反应机理。利用膜相中TPB负电排斥作用,有效地消除了AA的干扰。建立了一种同时快速、灵敏测定多巴胺和尿酸的新方法。在0.10 mM AA存在时,DA的线性范围在6.0×10-8~1.0×10-5 M,相关系数为99.86%,检测限达2.0×10-8 M;UA的线性范围为1.0×10-7~2.0×10-5 M,相关系数为99.82%,检测限为7.0×10-8 M。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 桂红星,罗运军,廖建和,谭惠民;PAMAM/PA6共混合金的结晶结构与性能[J];高分子材料科学与工程;2004年06期
2 韩巧荣,杨佩勰,郑薇,冯力,丁马太,夏海平;树枝状大分子PAMAM-DSCL的合成及其性能研究[J];功能材料;2004年04期
3 桂红星,罗运军,廖建和,谭惠民;PA6/PAMAM共混物的加工与流变性能[J];高分子材料科学与工程;2004年06期
4 唐静成,叶玲,彭亚光,张亮仁;PAMAM树状大分子的合成及其计算机模拟[J];首都医科大学学报;2005年02期
5 康巧香,杨志旺,雷自强;PAMAMSA-M树枝状配合物作用下环己烯的催化氧化[J];西北师范大学学报(自然科学版);2004年03期
6 杨岭,罗宇飞,贾欣茹,黄兰,吉岩,王冰冰,危岩;PAMAM树枝状高分子自组装膜的微摩擦性能研究[J];高分子学报;2004年05期
7 周贵忠,潘朝蓬,多英全,罗运军,谭惠民;一种新型乳化炸药及其制备工艺[J];爆破器材;2001年04期
8 蒲陆梅,莫尊理,高锦章,李俊,任杰;聚酰胺-胺型树枝状高分子的合成及其水溶液的荧光性质[J];甘肃农业大学学报;2000年03期
9 李莹,于建,郭朝霞;树状分子PAMAM接枝改性纳米SiO_2与尼龙6的原位复合[J];塑料工业;2004年08期
10 王冰冰,罗宇飞,贾欣茹,龚泳梅,吉岩,杨岭,危岩;扇形PAMAM树枝状高分子的合成与表征[J];高分子学报;2004年02期
11 周贵忠,谭惠民,罗运军,张旭,李广贺;PAMAM体型缩聚物的制备及其性能研究[J];高分子学报;2004年06期
12 周贵忠,谭惠民,罗运军,张旭,李广贺;新型稠油原油污水高效破乳剂-PAMAM树形分子[J];环境科学与技术;2005年02期
13 程义云,陈大柱,何平笙;环氧树脂/PAMAM体系的固化动力学研究[J];功能高分子学报;2004年04期
14 龙飞,范瑜,丁慧君,贾欣茹,李明谦;聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM溶液的特性粘度[J];高等学校化学学报;1999年10期
15 叶玲,江晓舟,杨华,苏健婷,恽榴红;聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子对甲氨蝶呤的包合及缓释研究[J];高等学校化学学报;2005年02期
16 李杰,李俊刚,王俊,万家齐,李翠勤;树状大分子PAMAM的合成及对苯甲酸的增溶性[J];大庆石油学院学报;2005年02期
17 周贵忠,谭惠民,罗运军,张大伦;一种稠油原油污水处理破乳剂的合成及性能研究[J];工业用水与废水;2004年02期
18 桂红星,罗运军,廖建和,谭惠民;SiO_2/聚酰胺-6复合材料的制备与性能[J];北京理工大学学报;2004年11期
19 程义云,陈大柱,何平笙;PAMAM分子与Cr~(3+)离子配位作用的研究[J];功能高分子学报;2005年02期
20 崔艳霞,罗运军;不同代数PAMAM树形分子对CaCO_3晶体的影响[J];北京理工大学学报;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾美琳;王晓宏;梁小龙;;三苯胺-PAMAM树枝分子的单/双光子荧光性质研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
2 王磊;谢立本;杨生;冯海兰;;扩散系统中谷氨酸修饰PAMAM对磷酸钙形成的影响[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
3 施泽华;吴斌;陆焕钧;潘实;谌东中;;光响应性的PAMAM树枝状高分子液晶的合成、相行为及自组织结构演变[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 刘昊霖;李承刚;孙阳;王洪亮;郭峰;刘晓琴;许海燕;王恒;蒋澄宇;;纳米材料造成急性肺损伤的分子病理机理[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
5 周绣棣;曲涛;慕宏杰;魏俊花;陈大全;孙考祥;;聚乙二醇-聚酰胺-胺的合成、表征及其人角膜上皮细胞毒性研究[A];2011年中国药学大会暨第11届中国药师周论文集[C];2011年
6 王许云;岳学海;郭庆杰;;纳米结构超支化大分子PAMAM的应用研究进展[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
7 杨惠;;PAMAM基超支化两亲大分子的聚集行为及其在油水界面的作用机制[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
8 王龙刚;张娟;林伟锋;王震;陈圣福;;抗蛋白质非特异性吸附纳米颗粒的制备与表征[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 朱全刚;武鑫;李沛文;王晓宇;刘继勇;高申;;A10适体修饰聚酰胺-胺基因载体的构建及体外评价[A];2011年中国药学大会暨第11届中国药师周论文集[C];2011年
10 王冰冰;李风煜;贾欣茹;吉岩;李武松;宋延林;江雷;危岩;;PAMAM树枝状高分子的可逆双重响应性行为研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 薛小燕;聚酰胺—胺树状大分子抗菌作用研究及其机理探讨[D];第四军医大学;2012年
2 沈鸣;多级肿瘤靶向FA-PEG-PMA-PAMAM的合成及其纳米载体系统研究[D];复旦大学;2011年
3 杨瑾;PAMAM-D纳米颗粒介导双自杀基因抑制人Tenon's 囊成纤维细胞增殖的实验研究[D];天津医科大学;2010年
4 杨惠;PAMAM基树状分子的制备及其在溶液中聚集与界面的作用机制[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 秦凌浩;基于聚酰胺—胺的星状阳离子聚合物基因递释系统的构建及其性能评价[D];南方医科大学;2014年
6 胡小艳;以PAMAM为间隔臂的仿生物特异性免疫吸附材料的点击法制备及其性能研究[D];华南理工大学;2012年
7 孙阳;纳米材料PAMAM毒性机理研究和H5N1型禽流感病毒致急性呼吸损伤机理研究[D];北京协和医学院;2010年
8 洪小栩;1、甲型H1N1流感病毒致病机理的研究2、PAMAM纳米材料毒性机理的研究[D];北京协和医学院;2011年
9 彭琛;多功能PAMAM/金纳米复合材料的制备、表征及其在生物CT成像中的应用[D];东华大学;2013年
10 李智铭;RGD偶联PAMAM树形分子—金纳米棒探针基础上的恶性黑素瘤在体靶向和光热治疗[D];安徽医科大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭庆宇;PAMAM层对铝/树脂基复合材料界面增强机制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 刘毅;PAMAM包覆葛根素脂质体眼部释药系统的构建及初步评价[D];烟台大学;2010年
3 刘晨霄;PAMAM树状化合物作为呼吸道合胞病毒基因疫苗递送载体的研究[D];北京交通大学;2010年
4 白林翠;以PAMAM为活化载体的化学镀电磁屏蔽织物的制备[D];上海工程技术大学;2011年
5 胡青;多功能PAMAM聚合物递药系统的构建及体外抗肿瘤研究[D];苏州大学;2013年
6 孙森;PAMAM改善超细纤维合成革基布卫生性能的研究[D];陕西科技大学;2013年
7 詹杰钊;聚羟基烷酸酯表面改性及其抗菌性能研究[D];华南理工大学;2013年
8 范杰;硅胶基超支化PAMAM的制备及吸附性能研究[D];大连理工大学;2011年
9 姚文军;树枝状高聚物聚酰胺—胺—葛根素复合物的制备及其对角膜影响研究[D];烟台大学;2010年
10 刘鹏;PAMAM/TMC反渗透复合膜的制备与性能研究[D];浙江大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978