纳米材料在分析化学中的应用

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1、纳米材料在分析化学中的应用摘要：本论文的工作主要集中在纳米技术与电分析化学相结合最活跃的研究领域之一——新米材料修饰电极(电化学传感器)的研制。论文重点研究了纳米材料修饰电极与传统常料修饰电极相比呈现出的更优越的性能。此外，论文的另一个工作重点在于将研制的新米材料修饰电极应用于色谱电化学中，这为生命科学及其相关领域的研究提供许多重要的分析方法。关键词：纳米材料；修饰电极；色谱电化学；分析化学；生物技术Abstract:thispaperworkmainlyfocusedontheanalysisandthemostactivechemicalcombinationoftheres

2、earchfieldofnewmeters(electrochemicalsensorelectrodematerialsdeveloped).Thepaperfocusesontheresearchoftraditionalnanomaterialselectrodeandoftenshowsfeedingmodifiedelectrodescomparedtothemoresuperiorperformance.Inaddition,thethesisisanotherkeyworktodevelopnewricematerialsappliedelectrodeelectr

3、ochemical,thisforchromatographiclifescienceandrelatedresearchprovidedmanyimportantanalysismethod.Keywords:nanomaterials,Electrode,Chromatographicelectrochemical,Analyticalchemistry,Biotechnology纳米材料在分析化学中的应用研究很早就已经开展，最典型的例子就是2002年获诺贝尔化学奖的成果几MALDI源的研究。日本学者田中耕一发现钴的纳米粒子吸收激光辐射后，能将热量有效地转移给周围的大分子，使

4、其快速无分解的蒸发和离子化，为生物大分子的质谱分析提供了一种有效的样品引入手段。但是，纳米材料真正受到分析化学工作者的关注，并将其广泛应用于分析化学研究，则主要出现在最近几年。目前的文献大多数集中在基于利用纳米材料进行分离富集、生物大分子的纳米探针以及纳米材料的传感器研究三个方面。1．研究现状(一)纳米材料在分离、富集科学中的应用纳米材料具有小的粒径和巨大的表面积，恰好满足了分离富集过程中对固定相的基本要求，因此最近受到了重视。其中最引人注目的工作是利用纳米材料作为色谱和毛细管电泳的固定相。例如，Neiman等[1]采用表面经过柠檬酸和巯基稳定的金纳米粒子作为类似与胶束电动色谱的

5、胶束固定相，利用其与待分离组分的作用，大大提高了三种药物在毛细管电泳中的分离程度。Pumera等人[2]将同样的技术应用于毛细管电泳芯片也获得了较好的结果，从而改善了毛细管电泳芯片因为柱短丽造成柱效降低的问题。手性药物的分离具有重要意义。Lee等[3]采用氧化铝做模板，制作了具有一定内径的硅纳米管，并在管内将具有手性识别功能的抗体固定化，该纳米管能够选择性地分离手性药物。这一技术提供了一种利用纳米材料制作手性色谱固定相的思路。纳米材料在富集痕量物质方面的能力也正受到分析化学研究者的重视。Vassileva等人[4]利用纳米二氧化钛(Ti02)为吸附剂富集了水中痕量的cd、co、c

6、u、Fe、Mn、Ni、Pb等元素，回收率达95％以上。Maier[5]等人基于纳米聚苯乙烯阳离子与硫逐磷酸酯寡聚核苷酸有较大亲和力，利用其为吸附剂，把硫逐磷酸酯寡聚核苷酸从人体血浆中分离开来，回收率达60％～90％。此外，碳纳米管在富集痕量物质方面的能力也引起人们的关注。斯坦福大学学者发表了一篇关于利用单壁碳纳米管吸附蛋白质的报道[5]，国内江桂斌[6]研究了多壁碳纳米管作为吸附剂固相萃取双酚A、4．壬基酚、4．辛基酚的吸附能力。张新荣[6]报道了环境中某些重要污染物如四氯化碳，能在较低的温度下吸附在某些纳米材料的表面，当温度升高后，再从纳米材料表面脱附下来，而且在脱附时，被纳米

7、材料催化氧化分解产生氯气，后者可以用化学发光检测。从生物样品中分离和富集痕量DNA具有重要的意义。在磁性纳米颗粒表面修饰单链寡聚核苷酸探针后，可与互补寡聚核苷酸发生特异性结台，在外磁场的引导下可以成功地实现对目标核苷酸片断的高效快速分离，结果表面经过这样分离步骤以后，样品95％的目标DNA都可以从溶液中分离出来[7]。由于氨基化二氧化硅纳米颗粒表面带正电与DNA带负电的磷酸基团能以离子对形式形成纳米颗粒-DNA复合物，因此不经生物修饰的表面氨基化纳米颗粒可实现对DNA的非特异性广