分子印迹电化学传感器的研究

【摘要】分子印迹聚合物(MIPs),对目标分子有良好的选择性，并且具备热力学稳定性好，机械强度高，制备简单，可多次重复使用的优势，是一类重要的人工合成材料。电化学传感器灵敏度高，成本低，易于微型化。将分子印迹聚合物作为识别元件用于新型的电化学传感器的制备具有重要的研究价值。然而，传统方法制备的分子印迹材料具有生物相容性差，成膜困难，传感器信号响应慢等缺陷，给分子印迹技术在电化学传感器中的应用带来困难。开发简便的方法，制备生物相容性好，高灵敏度和选择性的分子印迹电化学传感器是一个重要的研究课题。人体中含有很多与身体健康相关的生物小分子，包括人体必须的氨基酸以及各种神经递质等。肾上腺素在哺乳动物的中枢神经体统中是一种重要的儿茶萘酚神经递质。很多生命现象都跟肾上腺素在人体中的浓度有关，例如血压、心率、脂类分解、免疫系统和糖原代谢等。在医药领域，肾上腺素药物可以被用来作为过敏性休克的急救、治疗心脏疾病和支气管哮喘等；酪氨酸作为人体内必须的氨基酸参与蛋白质以及儿茶萘酚的合成，其检测在生物化学、制药学以及临床医学等领域都有重要意义。本文使用电沉积壳聚糖的方法，基于分子印迹聚合物的优良性质，制成了分子印迹电化学传感器并用于选择性检测生物小分子。壳聚糖具有优异的生物相容性和成膜性能,还含有丰富的功能团，对目标分子具有良好的选择性，可作为新型交联剂和功能单体，用于分子印迹电化学传感器的构建。为增强传感器的灵敏度和选择性，我们在电极表面引入了多壁碳纳米管（MWNTs）、聚离子液体（PIL）和β-环糊精。所制备的电化学传感器分别用于肾上腺素和酪氨酸生物小分子的检测。具体工作如下：（1）将印迹分子肾上腺素和PIL-MWNTs混合在壳聚糖溶液中，并电沉积在ITO表面，去除印迹分子，制得分子印迹电化学传感器。壳聚糖显示了良好的成膜性能，并且其富含的功能团易于与目标分子形成氢键，从而使分子印迹膜具有良好的选择性。此外，PIL-MWNTs优越的导电性、高分散性和大的比表面积，也使传感器的性能得到了显著提高。本文系统研究了分子印迹电化学传感器的制备方法、各掺杂材料对其性能影响，并考察了将其用于检测肾上腺素的分析性能，取得了良好的实验结果。（2）将MWNTs滴涂在ITO表面，在含有β-环糊精和印迹分子酪氨酸的壳聚糖溶液中电沉积壳聚糖制备了分子印迹电化学传感器。壳聚糖易与目标分子形成氢键，具有良好的检测选择性和成膜性能；MWNTs和β-环糊精可显著增强传感器对酪氨酸的灵敏度和选择性。文中系统研究了各参数对酪氨酸检测性能的影响，通过优化实验条件，实现了对酪氨酸的高选择性和灵敏度的检测。
【作者】吴莹；
【导师】宋文波；
【作者基本信息】吉林大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】分子印迹；电化学传感器；肾上腺素；酪氨酸；

【参考文献】
[1]苏晶.基于Nafion膜的钒电池用新型阻钒离子膜制备与性能研究[D].哈尔滨工业大学,化学工程,2013,硕士.
[2]林锋挺.低品质粉煤灰混凝土材料与结构力学性能若干问题的研究[D].福州大学,结构工程,2004,硕士.
[3]祝孔海.股权融资与企业治理机制研究[D].苏州大学,金融学,2003,硕士.
[4]陶震兴,王阿虎,何木光,林文康,沈群书.烧结操作辅助参考系统的开发[J].冶金自动化,2009,01:26-30+38.
[5]王俊雯.大学生移情能力与道德行为水平的相关研究[D].南昌大学,应用心理学,2014,硕士.
[6]庞真.《知识表达读物》[J].自动化学报,1988,02:148.
[7]李京桥.我国第三方汽车物流企业竞争战略研究[D].武汉理工大学,2004.
[8]刘月贤.电动汽车并入含风电电力系统的有功功率控制[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[9]周建平.留叶枝棉花增产机理及叶枝铃发育的研究[D].中国农业大学,农业种植,2004,硕士.
[10]张亚军.反向工程中曲面重构与简化问题研究[D].大连理工大学,计算数学,2004,硕士.
[11]蔡智湘.基于车辆外形几何特征的车型自动分类器的研究[D].中国农业大学,车辆工程,2004,硕士.
[12]陈晓莉.HBsAg修饰的阳离子型丁香苦苷PEG-PLGA纳米给药系统的研究[D].黑龙江中医药大学,药剂学,2014,硕士.
[13]高为炳.机器人班组的自组织递阶控制[J].自动化学报,1994,03:257-264.
[14]刘欣.基于语料库对SOLAS公约词汇变化的研究[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[15]周健.全业务运营环境下永州移动渠道策略研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.
[16]朱芳芳.中国“五四”时期与日本明治时期女作家作品比较研究[D].辽宁大学,比较文学与世界文学,2012,硕士.
[17]朱鹏飞,徐惠.探寻物质外在的多样性与内在的统一性——“同素异形现象”的教学实践[J].化学教育,2014,21:39-43.
[18]杨文彬.基于联盟技术的可信服务选择研究[D].南京邮电大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[19]刘毅.一种新型拟人机械腿的性能研究[D].浙江工业大学,机械电子工程,2012,硕士.
[20]邢文烈.用于非接触眼压测量仪的激光干涉技术研究[D].天津大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[21]王茂.初至折射静校正合成记录测试分析及处理应用[D].长安大学,地质工程（专业学位）,2014,硕士.
[22]李明.基于Copula理论的投资组合风险度量研究[D].北方工业大学,数量经济学,2013,硕士.
[23]刘芬.利用思维导图提高小学生数学问题解决能力的实践研究[D].宁夏大学,教育（专业学位）,2014,硕士.
[24]叶欣兰.“世俗、怪诞、幽默、玄妙”—玛莎·施瓦茨园林审美范畴研究[D].中南林业科技大学,风景园林（专业学位）,2014,硕士.
[25]卢丙生.壬辰倭乱期间朝鲜遣使中国研究[D].吉林大学,专门史,2013,硕士.
[26]刘留,陶成,卢艳萍,艾渤.大规模多天线无线信道及容量特性研究[J].北京交通大学学报,2015,02:69-79.
[27]李如子.分布式多天线双向协作中继传输方案的研究[D].安徽大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[28]张晶.Bola型聚氨酯表面活性剂的合成及性能研究[D].中北大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[29]曾少斌.WX集团供应链垫资业务风险管理研究[D].广东工业大学,工商管理,2013,硕士.
[30]胡益民.视觉拼接系统的研究与实现[D].西安科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[31]龚敏霞,闾国年,张书亮,陈锁忠.智能化空间决策支持模型库及其支持下GIS与应用分析模型的集成[J].地球信息科学,2002,01:91-97.
[32]蒋玉杰.泳动型机器人的结构规划及其相关问题研究[D].东北大学,2005.
[33]谷隽楠.我国政府对跨国公司社会责任践行监管的策略分析[D].山东大学,国际贸易学,2013,硕士.
[34]吕斌,周梅剑,唐召群.集装箱底板用胶合板的生产工艺特点及性能要求[J].木材工业.1999(06)
[35]张胜.同步相量测量标准化的有关问题讨论[J].电力系统自动化,2007,02:91-93+101.
[36]邓辉.基于符号与数值混合计算的多项式变迁系统近似互模拟[D].北京交通大学,2014.
[37]王志南,吴文传,张伯明,何云良,孙宏斌,汪皓,徐文.基于IEC61970的CIS服务与SVG的研究和实践[J].电力系统自动化,2005,22:65-68+85.
[38]刘晓蕾.BOT项目融资的财务风险问题研究[D].中国地质大学（北京）,会计学,2014,硕士.
[39]干俊.输流管的振动特性与数值仿真计算[D].华中科技大学,固体力学,2013,硕士.
[40]李启.含运动边界钝体绕流风场的大涡模拟数值算法[D].北京交通大学,结构工程,2014,博士.
[41]张宇.闻喜方言词汇研究[D].西北师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[42]李刚,文劲宇,程时杰,潘垣.多功能柔性功率调节器的启动和并网研究[J].电力系统自动化,2006,03:17-22.
[43]吕京英.汉语数量结构的生成语法研究[D].鲁东大学,英语语言文学,2013,硕士.
[44]张岚.关于网络诽谤行为的法律分析[D].兰州大学,刑法学（专业学位）,2013,硕士.
[45]夏敏捷.基于WEB日志挖掘的智能化站点研究[D].郑州大学,2003.
[46]朱秉渊.在京韩国人及其社会融合状况[D].山东大学,社会学,2013,硕士.
[47]刘艳.江苏省国家级农业产业化龙头企业技术创新能力评价[D].南京农业大学,技术经济及管理,2011,硕士.
[48]袁辉.平整分卷机组延伸率控制系统[J].冶金自动化,2008,05:69.
[49]郝延平.纤维缠绕复合气瓶的研究[D].东北大学,材料工程,2010,硕士.
[50]马龙飞.飞行汽车旋翼桨叶的优化设计研究[D].中北大学,车辆工程,2014,硕士.