基于纳米多孔材料构建的电化学传感器用于肝毒性药物检测.pdfVIP

摘 要 目的：众所周知，药物所引起的肝毒性是致使肝脏被损害的常见原因之一，而严重的肝脏 损害将会危害人的生命安全。因而，对肝毒性药物进行准确的检测与分析意义重大。由于某 些肝毒性药物在短时间内便可对人体造成严重的肝损伤，且治疗窗窄，因此寻找分析速度快、 灵敏度高且适用范围宽的检测方法是很有必要的。电化学方法因其具有灵敏度高、响应速度 快、操作简单、成本低等优点，已被广泛应用于药物检测、临床化学、环境监测等领域。本 研究尝试将所制备的纳米多孔材料（氮硫共掺杂碳点、NiO @ ZnO 多孔空心微球）用作电 极增敏物质，来构建一种灵敏度高且检测范围较宽的新型电化学传感器，用于肝毒性药物的 分析与检测。 方法：运用循环伏安法（CV ）、差分脉冲伏安法（DPV ）、电化学阻抗谱法（EIS ）等常 见的电化学方法对两种不同纳米多孔材料修饰改性的传感器实行电化学行为表征。同时还利 用了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM ）、BET 氮吸附仪（BET ）、傅里 叶变换红外光谱仪（FTIR ）、X 射线能谱仪（EDS ）、X 射线粉末衍射仪（XRD ）等仪器 对所制备的电极进行了形貌表征、孔径分布测量、官能团及元素组成等方面的分析。最后， 使用两种修饰电极通过DPV 法测定了实际样品中三种待测物（对乙酰氨基酚、对氨基苯酚 和异烟肼）的含量，并与高效液相色谱法（HPLC ）进行了对比。 结果：在本论文中，基于纳米多孔材料比表面积大，孔径丰富，导电性能好，催化能力强 等优点，构建了两种新颖的电化学传感器，并将其应用于实际样品中对乙酰氨基酚、对氨基 苯酚和异烟肼的含量检测。具体工作归纳如下： （1）用氮硫共掺杂碳点修饰的玻碳电极同时测定对乙酰氨基酚和对氨基苯酚 以核桃壳为原料制备了纳米多孔炭，并对其进行了元素掺杂以提高其性能。利用氮硫共 掺杂核桃壳碳（N, S-WSC ）构建了一种新型电化学传感器。由SEM 和BET 对材料的微观 外貌和内在构造进行了全面表征，结果表明，N, S-WSC 拥有较大的比表面积和丰富的孔隙。 运用CV 和EIS 研究了经过不同修饰改性的传感器的电化学性能。N ，S 共掺杂后，其电导 性增强，表面积增大。修饰电极对对乙酰氨基酚 （ACOP ）和对氨基苯酚(PAP)具有良好的 催化能力，其氧化峰的基线分离(峰电位差为0.24 V)，可以同时检测这两种化合物。在最佳 条件下，校准曲线在0.1 至220 μM ACOP 浓度范围内呈线性，检出限为26 nM 。对PAP 的 响应是在1.0~300 μM 之间呈线性，其检出限是38 nM （S/N = 3 ）。该传感器成功地应用于 片剂中ACOP 和PAP 的定量，并通过HPLC 验证了结果的准确性。 （2 ）基于MOF 衍生的NiO @ ZnO 空心微球的新型电化学传感器用于异烟肼检测 通过对苯二甲酸与Zn2+和Ni2+ 的配位反应，构建了基于金属有机骨架（MOF ）的NiO @ ZnO 空心微球电化学传感器。并以异烟肼为模型分析物对其传感性能进行了研究。形貌表 征表明，MOF 微球具有圆形核壳结构，表面有孔洞。由CV 和DPV 对制得的传感器进行了 进一步的电化学表征，证明该材料不仅导电性好且催化能力强。在0.22 V （vs. SCE ）的电 位下可观察到INZ 明显的氧化峰。在最佳实验条件下，通过DPV 检测异烟肼的传感器的线 性范围为0.8~800 μM，检测极限是0.25 μM （S/N = 3 ）。另外，此传感器拥有优异的稳定性、 I 重复性以及重现性。所创建的方法已被成功地应用于片剂和大鼠血清中异烟肼的分析，显示 出良好的准确性和可靠性。 结论：本论文以纳米多孔材料为电极增敏物质成功构建了两种检测肝毒性药物的高灵敏度 电化学传感器。在裸电极表面修饰N, S-WSC 和NiO @ ZnO 空心微球可显著降低传感器的 检测限，提高传感器的灵敏度，增强电化学传感器的分析性能，从而满足肝毒性药物的实际 检测需求。此外，由于所合成的两种纳米多孔材料具有制备简单，成本低廉，来源丰富等优 点，因此为该传感器的商品化、市场化提供了潜在的可能性。同时，该传感分析方法有望在 生物医学、能源储存和转化、环境保护、食品安全控制等领域发挥广泛的作用。