米托蒽醌在聚吡咯碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为开题报告

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1、开题报告米托蒽醌在聚吡咯/碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为一、选题的背景、意义米托蒽醌(Mitoxantrone，MTX)为蒽醌衍生物类抗癌药，可以和DNA分子结合抑制核酸的合成，具有广泛高效的抗癌性，其抗肿瘤作用是阿霉素的5倍，且对心脏毒性小．在临床上，米托蒽醌常用于治疗晚期乳腺癌、非何杰金氏病、恶性淋巴瘤、消化道癌和成人急性非淋巴细胞白血病复发[1]等疾病，因此米托蒽醌的测定具有重要的意义．迄今报道的有关米托蒽醌的测定方法有色谱法[2~3]，分光光度法[4]和电化学方法[5~6]、高效液相色

2、谱法[7]、共振瑞利散射法[8]、流动注射化学发光法[9]等．宋鸿镦等[5]研究了在B—R缓冲溶液中，米托蒽醌在悬汞电极上的吸附行为，认为米托蒽醌的氧化还原较复杂．郭满栋[6]研究发现，在碳纤维汞膜微电极1．5次微分伏安法测定血样中的米托蒽醌的电极反应为可逆反应．胡经波等[10]认为米托蒽醌在镍离子注入修饰电极上的还原反应是受吸附控制的准可逆过程．Olivcina等[11]研究了米托蒽醌在碳质电极上的氧化行为及其机理．但用多壁碳纳米管修饰玻碳电极研究米托蒽醌的伏安行为尚未见报道．碳纳米管是1991

3、年发现的一种新型的碳单质结构，因其具有诸多奇特的物理化学性质而广泛用于材料、物理、化学等领域．自1991年日本电子显微镜专家Iijima发现碳纳米管以来,碳纳米管因其独特的力学、电子特性及化学特性,成为世界范围内的研究热点之一[12]。它可以认为是将石墨片折叠成碳圆柱体的结果,分为多壁碳纳米管(MWNTs,Multi2walledcarbonnanotubes)单壁碳纳米管(SWNTs,Single2walledcarbonnanotubes)。在碳纳米管中,由于电子的量子限域效应,电子只能在单层

4、石墨片中沿纳米管的轴向运动,径向运动受到限制,所以使碳纳米管具有独特的电学性质。碳纳米管具有纳米材料的特性,即量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应,宏观隧道效应。同时碳纳米管独特的一维管状分子结构开辟了纳米材料的新领域,由于其独特的结构和奇特的物理、化学、力学、电子特性以及其潜在的应用前景,使得人们在不断开发碳纳米管新的合成途径的同时,也在努力挖掘着这一新型材料潜在的应用前景。另外,碳纳米管具有与金刚石相同的热导和独特的力学性质、较大的长径比以及纳米尺度的中空孔道,由于其成熟的制备方法、稳定的性质以

5、及较好的催化效果而被广泛应用于众多的领域。它已经在很多领域尝试着得到应用,如在场发射、修饰电极、分子电子器件、探针显微镜针尖、复合材料的增强剂、气体储存、催化剂载体等众多领域取得广泛的应用,并且还可作为模板合成其它的纳米管或纳米丝[13]。所以探索和研究这种新型碳结构的电极特性具有十分重要的意义。碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子迁移。碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。无论是单壁或多壁的碳纳米管都可以用来制作碳纳米管修饰电极,其在电催化和电分析化学上具有广阔的应用前景。一、相关

6、研究的最新成果及动态碳纳米管是一种新奇的纳米材料，作为电极材料，具有独特的电化学特性，是电分析化学领域的研究热点，具有广阔的应用前景。CNT的直径为几十个纳米,轴向长度却可达几微米甚至更长,纵横比在100～1000范围间。CNT独特的一维管状分子结构开辟了纳米材料的新领域,人们在不断开发碳纳米管新的合成途径的同时,也在努力挖掘着这一新型材料潜在的应用前景。碳纳米管依据其原子结构不同,将表现为金属或半导体,这种独特的电子特性使得在把它制成电极时能促进电子的传递。另外,利用碳纳米管对电极表面进行修饰时

7、,除了可将材料本身的物化特性引入电极界面外,同时也会拥有纳米材料的大比表面积、粒子表面带有较多的功能基团的特性,从而对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应。目前,CNT在分析化学中的应用刚起步,在电化学分析方面的研究有:多壁碳纳米管(MWNT)与溴仿混合制成的电极对多巴胺(DA)的氧化具有催化作用,细胞色素C和阿祖林也显示了可逆的电化学响应;将蛋白质和酶包埋在MWNT中,使得酶的活性得以保持;单壁碳纳米管(SWNT)涂膜在铂和金电极上制成修饰电极;将羧基化的SWNT涂膜在玻碳电极上,研究了SWN

8、T自身的电化学行为,对DA等生物分子具有电催化作用碳纳米管修饰电极的生物电分析化学相关研究成果有[16]：1、在滴涂法制备的碳纳米管修饰电极上，四苯基卟啉、细胞色素c、过氧化氢酶和酪氨酸氧化酶的直接电化学都得以实现，对相应的电化学反应过程和机理也进行了研究。在裸玻碳电极上这些物质的响应并不好，表明碳纳米管修饰电极具有优越性。2、将酪氨酸氧化酶附着在碳纳米管修饰电极上，制备了基于单壁碳纳米管和酪氨酸氧化酶可检测酚类化合物的传感器。研究中比较了不同方法制备的传感器的响应性能，所采用的传