碳纳米管修饰电极在生命电分析化学中的应用进展.docVIP

【摘要】? 　　本文综述了近年来碳纳米管修饰电极在生命电分析化学中的应用进展，主要包括在神经递质、蛋白质、核酸以及其它与生命相关的小分子上的电化学研究，并展望了其应用前景。 【关键词】? 碳纳米管 修饰电极 生命电分析化学 评述 　　1引言碳纳米管(carbon nanotube, CNT)自1991年被报道发现以来[1]，与其相关的研究工作取得了长足的进展，已成为纳米科技中最受瞩目的部分之一。由于CNT具有独特的电子特性，将其制成电极时能促进电子的传递，具有一定的电催化、电分离功能，因此，可将其应用到体系比较复杂、待分析物含量较低的物质分析。目前，常用碳纳米管修饰电极的种类有CNT糊电极[2]、CNT嵌插电极[3]、CNT涂层电极[4]、聚合物包埋CNT修饰电极[5]等。CNT修饰电极在分析化学中的应用研究有很多报道[6～9]，主要涉及CNT修饰电极的制备、在电化学分析及生物传感器等方面的应用。本文重点概述了CNT修饰电极在生命电分析化学中的应用，包括对神经递质、蛋白质、核酸以及其它与生命相关的小分子的检测应用介绍。2碳纳米管修饰电极在神经递质分析中的应用??? 　　多巴胺(DA)是一种重要的儿茶酚胺类神经递质，也是碳纳米管修饰电极研究中涉及最多的对象之一。采用CNT修饰电极能明显改善DA在常规电极上过电位高、电极反应缓慢、灵敏度低等问题。此外，该类电极还对其共存物抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等有很好的电分离能力。??? 　　碳纳米管糊电极（CNTPE）最早由Britto等[2]用溴仿作粘结剂制得，在pH 7.4 PBS磷酸盐缓冲溶液中对DA进行研究，DA在此电极上发生可逆性良好的两电子氧化还原反应，氧化还原峰电位差为30 mV，电极用羊脑组织匀浆处理后仍呈现相同的性能。Valentini等[10]将CNT与矿物油混合后制成CNTPE，以探针Fe(CN)４－6/ Fe(CN)３－6研究CNT与矿物油质量比不同时电极的性质。用质量比为60/40时的CNTPE对DA、儿茶酚、咖啡酸及5羟色胺(5HT)等进行测定。考察了ＨＮＯ３处理前后电极的氧化性能的改变，处理过的电极灵敏度更高。??? 　　王宗花等[3]采用嵌入法将羧基化的CNT制成电极，研究DA和AA共存时的电催化作用。作为一种新型的CNT修饰电极，它不仅使DA、AA峰电流增加，还使其氧化峰电位差(ΔEp)达160 mV，且对DA的响应灵敏度高于AA，有利于大量AA存在下DA的测定，DA 的检出限达1×10－7 mol/L。电分离机理是由于电极的表面有一个多孔性的立体界面层，对DA和AA有较强的电催化及电分离作用，电极的界面性质对电分离影响较大[11]。此类电极还用于DA和5HT的同时测定，AA不干扰，其中5HT、DA与AA的ΔEp分别为0.39和0.20 V(vs.SCE)，5HT和DA的检出限分别为0.02和0.1 μmol/L [12]。Moore等[13]比较了NADH、EP、去甲肾上腺素(NE)在CNT和石墨粉末嵌插及涂层修饰的热解石墨电极上的电化学行为，相对于裸石墨电极，CNT修饰电极对NADH、EP、NE有很好的电催化作用，其氧化还原峰电位差明显减小，石墨粉末修饰的电极也有类似结果。??? 　　CNT涂层和包埋修饰电极由于所用分散剂种类的多样性，是目前研究较多的CNT修饰电极。Zhao等[5]将MWNT与离子液体OMIMPF6混合后修饰于玻碳电极(GCE)表面对DA进行伏安研究。在pH 7.08磷酸盐缓冲液中，AA和UA不干扰DA的测定，它们与DA的电位差分别为0.2 V和0.15 V。DA的检出限为1.0×10－7 mol/L，对人血清中DA进行了测定。Wang等[14,15]分别以水和βCD为分散剂制得CNT涂层电极。以水为分散剂的电极对DA和EP有显著的增敏和电分离作用，还原峰ΔEp达390 mV，DA和EP的检出限分别为1×10－6和5×10－7 mol/L；而βCD为分散剂的电极对NE有明显的催化氧化作用，检出限为5×10－7 mol/L；两种电极均消除了AA的干扰。将羧基化SWNT分散于N，N二甲基甲酰胺(DMF)并涂于GCE上，对DA的研究表明[16]：相对于GCE，DA在修饰电极上产生准可逆氧化还原峰的ΔEp由0.166 V降至0.053 V；且对EP和AA有类似的催化作用。Jiao等[17]将用二茂铁功能化的SWNT(FcSWNT)分散于DMF后涂于GCE上测定DA，由于Fc与SWNT间强的ππ作用加速了电极与DA间的电子转移，使得电极对DA有很强的电催化作用，检出限为5×10－8 mol/L，UA和AA不干扰测定。Shahrokhian等[18]制备了MWNT/硫堇/Nafion/CPE电极，该电极能