L-色氨酸分子印迹膜修饰电极的研究

论文摘要

分子印迹技术（MIT）是近四十年来发展起来的一项抗体模拟技术，该技术制备的分子印迹聚合物（MIPs）具有可以和生物实体相媲美的灵敏度和选择性，且能克服生物活体单元易变性失活、种类有限、成本高等不足，满足传感器对敏感元件的要求；化学修饰电极（CME）方法可在电极表面按照实际需要进行分子设计，其表面某些特定性质的官能团在提高选择性和灵敏度方面具有独特的优越性，因此，通过在电极表面进行分子设计、空间结构的控制和优化，制备出高性能的分子印迹聚合物膜修饰电极对构建传感器界面具有广阔前景和实际意义。本文构建了L-色氨酸分子印迹聚合物膜修饰电极电化学体系，通过电聚合在电极表面进行分子印迹聚合物膜的修饰，并结合各种表征手段对其进行研究。以丙烯酰胺（AM）为功能单体，L-色氨酸（L-Trp）为印迹分子，通过紫外光谱半定量分析确定了预组装过程AM与L-Trp复合物的结合位点个数，荧光光谱法研究了印迹分子与功能单体之间存在的作用力类型和结合常数，考察了不同pH值下L-Trp、L-Trp-AM体系的荧光特征。采用恒电位法和循环伏安法制备L-Trp分子印迹聚合物膜修饰电极，通过交流阻抗-时间测量法和恒电位计时安培法比较了两种修饰电极的性能；考察引发剂种类、引发剂用量、AM/L-Trp比、交联剂用量、体系pH值、电聚合时间等对印迹电极性能的影响，获得较优的制备分子印迹聚合物膜修饰电极的工艺条件。以铁氰化钾为电活性探针分子，通过循环伏安法（CV）、差式脉冲伏安法（DPV）、交流阻抗法（AC）研究印迹电极的性能；采用恒电位计时安培法实现了对L-Trp分子的快速测定，确定了L-Trp的线性检测范围和检测限。该印迹电极耐强酸、强碱、有机溶剂和加热处理，具有较好的重现性和稳定性；荧光吸附曲线和选择性实验表明：印迹电极表面特定尺寸的孔穴对L-Trp具有较好的选择性，而空间构造与L-Trp较相似的L-Phe和L-Tyr对L-Trp的识别有微弱的干扰，其他氨基酸干扰很小；分子识别动力学拟合曲线表明：分子识别是一个两步连续发生的过程，分子识别时间短，响应快，专一性好，满足印迹电极快速检测的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 分子印迹技术（MIT）
• 1.2.1 分子印迹聚合物的制备原理
• 1.2.2 分子印迹聚合物的应用
• 1.3 化学修饰电极
• 1.4 分子印迹聚合物修饰电极
• 1.4.1 分子印迹聚合物性质对修饰电极性能的影响
• 1.4.2 分子印迹聚合物修饰电极的制备
• 1.4.3 分子印迹聚合物修饰电极的表征
• 1.5 分子印迹聚合物及其修饰电极的发展趋势
• 1.6 本论文的研究工作
• 第二章 L-色氨酸与功能单体的相互作用研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂及仪器
• 2.2.2 紫外吸收光谱的测定
• 2.2.3 荧光光谱的测定
• 2.2.4 pH 值对 L-Trp、L-Trp-AM 荧光强度的影响
• 2.2.5 预组装时间的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 紫外光谱法分析 L-Trp 与 AM 的相互作用
• 2.3.2 荧光光谱法分析 L-Trp 与 AM 的相互作用
• 2.3.3 pH 值对 Trp、L-Trp-AM 荧光的影响
• 2.3.4 预组装时间对 L-Trp 荧光的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 L-色氨酸印迹膜修饰电极的制备
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂及仪器
• 3.2.2 电极的预处理
• 3.2.3 L-色氨酸印迹膜修饰电极的制备
• 3.2.4 印迹分子的洗脱
• 3.2.5 印迹电极性能的电化学表征
• 3.2.6 电导率的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 印迹膜修饰电极制备方法的选择
• 3.3.2 印迹分子洗脱方法的选择
• 3.3.3 电聚合工艺对印迹膜修饰电极性能的影响
• 3.4 总结
• 第四章 L-色氨酸印迹膜修饰电极的性能及表征
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 氨基酸标准曲线的测定
• 4.2.3 电化学检测步骤
• 4.2.4 荧光光谱检测吸附性能
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 印迹膜修饰电极的电化学表征
• 4.3.2 印迹膜修饰电极对 L-色氨酸的响应性
• 4.3.3 印迹膜修饰电极吸附性能
• 4.3.4 印迹膜修饰电极对底物的选择性
• 4.3.5 印迹膜识别过程动力学
• 4.3.6 印迹膜的溶胀性
• 4.3.7 印迹电极响应的重现性和稳定性
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介及研究成果