丝裂霉素在壳聚糖-石墨烯修饰电极中的电化学行为开题报告

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1、开题报告丝裂霉素在壳聚糖-石墨烯修饰电极中的电化学行为一、选题的背景、意义化学修饰电极和以此为基础的电化学生物传感器是现代分析化学的重要研究方向之一，已广泛应用于化学、生命科学、医学、环境、食品和军事等领域的分析检测和机理研究[1]。石墨烯由于具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，尤其对过电位的大大降低及对部分氧化还原蛋白质的直接电子转移现象，石墨烯的研究虽然刚刚起步，但是由于其良好的性质，正在被慢慢的用于修饰电极的研究。目前制备的石墨烯纳米复合材料并不多，主要是因为石墨烯既不亲水也不亲油，反应活性不高。使得对它进行改性比较困难，从而导致与其它材料复合也比

2、较困难。现在制备石墨烯纳米复合材料主要是先让氧化石墨与其它材料复合，再将其中的氧化石墨还原得到石墨烯纳米复合材料；或者用改性过的石墨烯与其它材料复合。石墨烯／聚合物纳米复合材料。Ramanathan等[1]将改性后的石墨烯、单壁碳纳米管(SWCNT)和膨胀石墨分别与PMMA采用溶液分散法进行复合，并对其热力学性能、机械性能以及流变性能进行了表征。与多层的膨胀石墨相比，改性的石墨烯与聚合物之间的作用更强;Verdejo等[2]制得了石墨烯／泡沫有机硅纳米复合材料，其中的石墨烯是氧化石墨经热还原得到的。石墨烯／无机纳米复合材料。Watcharomne等[3]用溶胶一

3、凝胶法制备了石墨烯／SiO2纳米复合材料。将氧化石墨／SiO2溶胶涂于硼硅酸盐玻璃上，然后将干燥后的样品置于充满水合肼蒸汽的容器中进行还原，最终得到石墨烯／SiO2纳米复合材料[4];Chao等[5]采用溶液混合法制备了Pt、Pd、Au与石墨烯的纳米复合材料。甲壳素和壳聚糖具有抑菌、抗肿瘤、促进血液凝固等药理学活性;在自然界的资源丰富,无毒,具有良好的生物相容性和生物可降解性,可作为药剂学上缓控释制剂的辅料,医药用膜和敷料。虽然目前尚有很多问题,如溶解度小,缓释膜机械强度小,工业化生产和制备工艺尚不确定等有待解决,但随着研究的逐步深入,壳聚糖及其衍生物必将在医药

4、学领域中开拓更新、更广的应用前景。而金属纳米粒子由于具有与其颗粒大小相关的特殊性质，如表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，从而产生不同于相应块体材料的电学、光学、磁学和催化性能，逐渐为电分析化学领域广泛关注[5]。经过修饰的石墨烯能与金属纳米粒子之间形成较强的相互作用。尤其是纳米金具有强的吸附能力、较大的比表面积，且具有良好的生物兼容性；金颗粒还可以与氨基发生非共价的静电吸附而牢固结合，与巯基之间形成很强的Au2S共价键，这使得胶体金可与生物活性组分结合，形成的探针可用于生物体系的检测中。石墨烯-壳聚糖-金属纳米颗粒修饰电极的生物电分析研究将给石墨烯、壳聚糖及金

5、属纳米颗粒的应用指明新的方向，促进对它们的进一步研究，同时也将当今的科技前沿－纳米材料科技和生命科学有机地结合起来。石墨烯可以通过物理或化学手段进行进一步的修饰，将抗体、酶和核酸等修饰到石墨烯表面，这将为石墨烯引入更多的性质，并为石墨烯在传感器领域的应用创造了条件。随着石墨烯制备纯化技术的发展和研究的深入，人们对石墨烯的性质将会有更深刻的认识，从而拓宽石墨烯复合材料在电化学和分析化学领域的应用。蛋白质和酶等生物大分子的直接电化学将一直是石墨烯复合材料电极的研究热点与难点，这对于了解蛋白质的结构功能等具有重要意义。本实验是用电化学方法以石墨烯-壳聚糖-纳米金修饰玻

6、碳电极来实现对药物分子进行检测。将当今的科技前沿－纳米材料科技和生命科学有机地结合起来，可以灵敏地测定药物分子。石墨烯复合物修饰电极在生物电分析领域已经表现出奇异的特性，有着广阔的发展空间。二、相关研究的最新成果及动态对于多巴胺的测定，Tan[6]等人成功制备β-环糊精和石墨烯片（β-CD/GS），而且制备过程很简单，它是通过将玻碳电极上滴加若干量的GS，然后在空气中吹干在室温下24小时即可。它在水溶液中表现出很高的稳定性。当用电化学方法检测多巴胺时，修饰后的β-CD/GS纳米复合物电极显示出很大的可逆性对于DA的电化学响应比没有修饰的GS，用伏安法，β-CD/

7、GS/GCE这个线响应范围从9.0*10-3-12.7μM,检测限在5.0nM,显示出比GS/GCE卓越的传感效果，根据安培的工作模式，β-CD/GS/GCE的线宽是0.9到200μM,明显比GS/GCE要宽，我们的结果表明β-CD/GS纳米复合物有成为新一代伏安和安培生物传感器的潜能。Wang[7]等人在研究石墨烯化学合成用Hummers和Offeman方法，GCE上涂1和0.5μm的氧化铝粉，然后用乙醇和去离子水冲洗，然后在氮气的环境下使其干燥，1.5mg的石墨烯分散在1mL0.5%CS溶液中，为了形成均匀的graphene–CS混合物。石墨烯修饰电极应用到

8、选择性检测线宽范围为5μ