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基于电化学传感器的吗啡检测方法研究

作　者: 赵燕荣
导　师: 吴莹
学　校: 苏州大学
专　业: 分析化学
关键词: 吗啡 电化学传感器 金纳米粒子 无试剂免疫传感器
分类号: R927
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


吗啡是鸦片类毒品的重要组成部分,同时也是临床常用的麻醉药品。作为鸦片类毒品,它会对社会安定和吸毒人员身心带来严重的危害;作为临床的麻醉药品,它具有解除病人疼痛的积极作用。因此,建立简便而灵敏的吗啡检测方法具有重要的现实意义。目前测定吗啡的方法主要有色谱法,光谱法,免疫分析法,电化学传感器法。电化学传感器由于其简便,快速,适于现场分析,因而得到了较快的发展。吗啡在电极上直接氧化有较高的过电位,虽有文献报道利用化学修饰电极或分子印迹技术来实现吗啡的电化学测定,但存在修饰电极的制备过程繁琐,稳定性、灵敏度不够高等问题。本论文基于金纳米粒子修饰的电化学传感器,研究用于吗啡检测的电化学方法,旨在开发灵敏度高、简便、快速的毒品分析新技术。主要工作分为两个部分:第一部分,利用直接电沉积法获得AuNPs/ITO电极,实现对吗啡的定量检测:选择ITO电极作为基底电极,通过直接电沉积的方法在其表面制备了粒径可控的金纳米粒子（AuNPs）得到了AuNPs/ITO电极,并用紫外-可见光谱（UV-vis）,扫描电子显微镜（SEM）,X-射线衍射（XRD）等方法对其进行表征。实验结果表明:通过直接电沉积的方法制得的AuNPs膜分布均匀有序,粒径在25-30nm左右。吗啡在该修饰电极上的循环伏安行为显示,-0.5V处出现了吗啡的氧化峰,表明该修饰电极能有效地降低吗啡在ITO电极上的过电位,且氧化电流随着电沉积圈数的增加而升高,至60圈达到最大。在pH7的PBS溶液中,吗啡的峰电流与其浓度呈良好的线性关系,线性范围为8.0×10-7-1.0×10-4 mol/L,检测限为2.6×10-7mol/L,且共存物可待因对其没有干扰。该电极用于模拟样品中吗啡的定量测定,回收率在91.95%至92.23%,RSD低于3.68%。测定结果与HPLC的方法对照,两种方法有较好的符合度,结果表明:该方法具有良好的准确性,线性范围宽,灵敏度高。第二部分,基于AuNPs/PMB膜的无试剂电流型免疫传感器,实现对微量吗啡的灵敏分析:以玻碳电极作为基底电极,采用电聚合的方法在电极表面形成一层性能稳定的聚亚甲蓝膜（PMB）,作为电子媒介体,选用生物相容性好的金纳米粒子固载吗啡抗体,得到了anti-MOP/AuNPs/PMB/GC无试剂电流型免疫传感器。利用循环伏安（CVs）,交流阻抗（EIS）,扫描电子显微镜（SEM）对电极组装过程进行了表征。该传感器在PBS溶液中出现了2对PMB的可逆氧化还原峰,且峰电流和峰电位均随着pH的改变而发生变化,综合考虑PMB膜性能及免疫反应的影响因素,选择pH=8的PBS溶液,培育时间为25min,培育温度为30℃作为研究条件。由于吗啡抗原-抗体的结合,阻碍了PMB的电子转移,在最佳测试条件下,该免疫传感器对吗啡抗原有灵敏相应,PMB的峰电流下降与吗啡浓度呈良好的线性关系,线性范围为20-160ng/mL,检测限达到ng/mL级。研究结果表明:以PMB作为免疫传感器的响应信号,具有分析信号强、稳定性好的特点;以生物相容性好的金纳米粒子固载吗啡抗体,不仅提高了电极的电子传导能力和稳定性,而且增加了抗体负载量,扩大了电极的检测范围,使该电极具有良好的选择性、稳定性及再生能力。为开展其它毒品的无试剂免疫传感器研究打下了良好的基础,有望作为一种灵敏、快速、再生性好、选择性高的毒品分析新方法。

全文目录


中文摘要  3-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-29
  1.1 引言  11-17
    1.1.1 毒品的定义及分类  11-12
      1.1.1.1 毒品的定义  11
      1.1.1.2 毒品的分类  11-12
    1.1.2 MOP的结构及药理性质  12-15
      1.1.2.1 MOP的结构及性质  12-13
      1.1.2.2 MOP的药理作用  13-14
      1.1.2.3 MOP在体内的代谢  14-15
    1.1.3 MOP的主要检测方法  15-17
      1.1.3.1 色谱法  15
      1.1.3.2 光谱法  15-16
      1.1.3.3 免疫分析法  16
      1.1.3.4 电化学传感器法  16-17
  1.2 电化学传感器  17-21
    1.2.1 电化学传感器的原理及分类  17
    1.2.2 纳米粒子修饰电极  17-19
      1.2.2.1 纳米粒子修饰电极的特点  18
      1.2.2.2 纳米粒子修饰电极的制备  18-19
      1.2.2.3 纳米粒子修饰电极在生物分析中的应用  19
    1.2.3 电化学免疫传感器  19-21
      1.2.3.1 电化学免疫传感器的分类  19-20
      1.2.3.2 电化学免疫传感器的特点  20
      1.2.3.3 抗原或抗体的固定技术  20
      1.2.3.4 电化学免疫传感器的应用及发展趋势  20-21
  1.3 本论文的的选题目的和主要工作  21-22
  参考文献  22-29
第二章 基于电沉积AuNPs/ITO电极对MOP的直接电化学测定  29-47
  2.1 引言  29
  2.2 实验部分  29-31
    2.2.1 仪器与试剂  29-30
    2.2.2 ITO电极表面纳米金膜(AuNPs/ITO)的直接电沉积  30
      2.2.2.1 ITO电极的预处理  30
      2.2.2.2 AuNPs/ITO电极的制备  30
    2.2.3 基于AuNPs/ITO电极的MOP的电化学测定方法  30-31
  2.3 结果与讨论  31-45
    2.3.1 AuNPs/ITO电极的制备与表征  31-34
      2.3.1.1 电沉积圈数对电极性能的影响  31-32
      2.3.1.2 ITO电极表面AuNPs膜的表征  32-34
    2.3.2 MOP在AuNPs/ITO电极上的电化学行为  34-37
      2.3.2.1 MOP在AuNPs/ITO电极上的循环伏安行为  34
      2.3.2.2 pH值的影响  34-36
      2.3.2.3 扫描速率的影响  36-37
    2.3.3 MOP在AuNPs/ITO上的响应机理  37
    2.3.4 AuNPs/ITO电极对MOP测定的线性关系  37-39
      2.3.4.1 以半微分伏安法测定MOP的线性关系  37-39
      2.3.4.2 以I-t法测定MOP的线性关系  39
    2.3.5 AuNPs/ITO电极的稳定性及干扰性实验  39-42
      2.3.5.1 AuNPs/ITO电极的稳定性  40
      2.3.5.2 AuNPs/ITO电极的干扰性实验  40-42
    2.3.6 实际样品分析  42-45
      2.3.6.1 AuNPs/ITO电极对实际样品中MOP的测定  42-43
      2.3.6.2 HPLC方法的对照实验  43-45
  2.4 小结  45-46
  参考文献  46-47
第三章 基于AuNPs/PMB膜的MOP电流型免疫传感器研究  47-66
  3.1 引言  47-48
  3.2 实验部分  48-50
    3.2.1 仪器与试剂  48
    3.2.2 纳米金溶胶的制备与表征  48-49
    3.2.3 Anti-MOP/AuNPs/PMB膜电流型免疫传感器的制备  49-50
      3.2.3.1 电极的预处理  49-50
      3.2.3.2 Anti-MOP/AuNPs/PMB膜的制备  50
      3.2.3.3 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GC电极对MOP的测定方法  50
  3.3 结果与讨论  50-63
    3.3.1 PMB膜的制备与表征  50-56
      3.3.1.1 PMB膜的制备  50-53
      3.3.1.2 PMB膜UV-vis吸收光谱  53
      3.3.1.3 PMB膜电极的电化学性能  53-56
    3.3.2 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GCE的表征及电化学性质  56-59
      3.3.2.1 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GCE的SEM表征  56-57
      3.3.2.2 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GCE的循环伏安行为  57-58
      3.3.2.3 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GCE的交流阻抗(AC)行为  58-59
    3.3.3 MOP—Anti-MOP免疫反应的条件实验  59-60
      3.3.3.1 孵育温度的影响  59-60
      3.3.3.2 孵育时间的影响  60
    3.3.4 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GCE对MOP浓度的线性响应  60-63
      3.3.4.1 免疫电极的循环伏安峰电流与MOP浓度的线性关系  60-62
      3.3.4.2 免疫电极的交流阻抗与MOP浓度的线性关系  62-63
    3.3.5 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GC的重现性及稳定性  63
    3.3.6 Anti-MOP/AuNPs/PMB/GC的再生  63
  3.4 结论  63-64
  参考文献  64-66
第四章 结论  66-68
攻读硕士期间本人出版或公开发表的论著、论文  68-69
致谢  69

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