基于氯化血红素复合材料的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器的构建.docVIP

基于氯化血红素复合材料的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器的构建 　　摘 要 构建了一种基于氯化血红素/金纳米粒子/聚三聚氰胺/多壁碳纳米管复合材料修饰玻碳电极的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器，并成功用于过氧亚硝酸阴离子的检测。采用循环伏安法和电流.时间曲线考察了过氧亚硝酸阴离子在传感器上的电化学行为，并对传感器的制备条件及过氧亚硝酸阴离子的检测条件进行了优化。结果表明，碳纳米管滴涂量为5 μL，金沉积时间为20 s，工作电位为0.8 V时，所制传感器对过氧亚硝酸阴离子的响应最大。在优化实验条件下，此传感器检测过氧亚硝酸阴离子的线性范围为1.0×105～3.5×104 mol/L和3.5×104～1.1×103 mol/L，灵敏度为0.13 A/（mol/L），检出限为1.2×107 mol/L（S/N=3）。 　　关键词 过氧亚硝酸阴离子； 氯化血红素； 聚三聚氰胺； 金纳米粒子； 碳纳米管； 电化学传感器 　　1 引 言 　　在有氧代谢的过程中，生物体会产生多种自由基，活性氮[1]（RNS）是其中重要的一类，它主要是指一氧化氮（NO）与包括活性氧（ROS）在内的化合物相互作用，衍生出一系列具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物，包括过氧亚硝酸阴离子（ONOO）、一氧化氮（NO）、亚硝酸根离子（NO-2）和二氧化氮（NO2）等。在生物体内，ONOO由一氧化氮和超氧阴离子两种自由基快速结合产生，一氧化氮和超氧阴离子本身都不是强氧化剂，但生成的ONOO却具有极强的氧化性和硝化性[2，3]。ONOO 　　能氧化巯基蛋白和脂质、诱导单链DNA的断裂、引起一些DNA或蛋白质的氨基酸残基的硝化[4～7]等，参与诸多疾病的病理过程，主要包括心血管疾病、癌症、糖尿病和神经退行性疾病等。因此，准确定量检测ONOO在疾病的早期诊断和治疗方面具有重要意义[8，9]。 　　目前，检测ONOO的方法主要有紫外分光光度法[10]、荧光法[11～13]、化学发光法[14，15]、电子自旋共振光谱法[16，17]、电子自旋与液相色谱.质谱联用法[18]和电化学方法[19～24]等。与电化学方法相比，其它方法存在着一些不足，如电子自旋共振法或与其它技术联用的方法只是对ONOO氧化生物活性物质的机理进行了一些研究； 荧光法则是通过合成荧光探针间接地测定ONOO，但是有些探针的合成比较困难，成本较高； 而电化学方法操作简单，灵敏度高，选择性好，成本低。利用电化学方法检测ONOO的报道较少，2007年， Cortés等采用聚锰酞菁膜修饰的铂微电极实现了对ONOO的实时安培检测[19]，但是电极表面的电荷转移可能会受pH值的影响。Wang等[8]采用聚氰钴氨膜修饰的玻碳电极成功构建了一种ONOO电化学传感器，并实现了人体血清样品中ONOO的检测，但灵敏度有待提高。近几年，Peteu等利用导电聚合物聚3，4.乙烯二氧噻吩（PEDOT）或者石墨烯复合材料构建了几种过氧亚硝酸阴离子电化学传感器 [21～24]，并且对ONOO的检测能达到较低的检出限，但未给出工作曲线。氯化血红素是人工合成的一种具有π共轭结构的卟啉分子，它能模拟超氧化物歧化酶与ONOO反应 [9，18]。多壁碳纳米管具有离域的大π键结构，使得多壁碳纳米管与卟啉分子之间存在强烈的π.π相互作用[25]，本研究利用这种相互作用将氯化血红素固定到多壁碳纳米管修饰的电极表面，同时修饰具有特殊形貌的金纳米粒子来提高传感器的灵敏度，构建了一种新型的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器。 　　2 实验部分 　　2.1 仪器与试剂 　　CHI660D电化学工作站（上海辰华仪器有限公司），采用传统的三电极体系：直径为3 mm的玻碳电极（Glassy carbon electrode， GCE）或修饰的玻碳电极作为工作电极，饱和银.氯化银电极为参比电极，铂片电极为对电极； BT125D电子分析天平（北京赛多利斯科学仪器有限公司）； UV5200.PC紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）； S.4800冷场发射扫描电子显微镜（SEM， 日本日立公司）； 石英自动双重纯水蒸馏器（江苏金坛宏华仪器厂）； 雷磁PHS.2F型pH计（雷磁.上海仪电科学仪器股份有限公司）； 移液枪10 μL、100 μL（北京青云卓立精密仪器有限公司）。 　　多壁碳纳米管（Multiple.walled carbon nanotubes， MWCNTs，深圳市纳米港有限公司）； Na2HPO4、N，N.二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、MnO2（国药集团化学试剂有限公司）； 氯化血红素（Hemin）、三聚氰胺（Melamine， Mel）、四氯金酸（HAuCl4?3H2O）、H2O2（30%，w/w）、NaOH、NaNO2