DNA修饰电极的研究: VIII. 1, 10-菲咯啉存在时钴离子在ssDNA 修饰金电极上 的电化学行为及痕量钴的检测

发现在过量1,10-菲咯啉存在时,Co^3^+^/^2^+在单链DNA(ssDNA)修饰金电极上的电化学响应显著增强。采用紫外光谱和循环伏安法考察了Co^3^+^/^2^+/1,10-菲咯啉体系与sSDNA的相互作用,并利用Co^3^+^/^2^+在1,10-菲咯啉存在时在ssDNA修饰金电极上的高灵敏电化学响应对痕量钴离子进行了测定。     

DNA修饰电极的研究: VIII. 1, 10-菲咯啉存在时钴离子在ssDNA 修饰金电极上 的电化学行为及痕量钴的检测

发现在过量1,10-菲咯啉存在时,Co^3^+^/^2^+在单链DNA(ssDNA)修饰金电极上的电化学响应显著增强。采用紫外光谱和循环伏安法考察了Co^3^+^/^2^+/1,10-菲咯啉体系与sSDNA的相互作用,并利用Co^3^+^/^2^+在1,10-菲咯啉存在时在ssDNA修饰金电极上的高灵敏电化学响应对痕量钴离子进行了测定。     

自组装DNA与[Co(phen)3]2+/3+相互作用的表面增强拉曼光谱法研究

对金基体上自组装ssDNA及dsDNA与钴邻菲啉配合物离子([Co(phen)3]2+/3+)相互作用进行电化学现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究,获得相互作用位点及相互作用模式的信息.dsDNA与[Co(phen)3]2+/3+存在一定的嵌插作用,即配合物通过配体邻菲啉(phen)环以嵌插模式结合在碱基A-T及G-C富集区,同时与磷酸二酯键PO2结合,并伴随dsDNA螺旋构象由B型向A型转变;而[Co(phen)3]2+/3+则是以静电模式与ssDNA的磷酸二酯键PO2及脱氧核糖组成的骨架相互作用.     

灿烂甲酚蓝在DNA修饰金电极上的电化学行为

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极, 用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂, 分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和dsDNA 修饰电极. 考察了灿烂甲酚蓝(BCB)在不同DNA 修饰电极上的电化学行为,结果表明, BCB 在ssDNA 和dsDNA 修饰电极上的吸附常数分别为1.67×10^4和3.22×10^4 L·mol-1, BCB 与ssDNA 主要以静电作用结合, 而与dsDNA作用存在静电和嵌插两种模式. dsDNA 对BCB 具有更高的亲和力, 使BCB 可以作为一种有效的电化学杂交指示剂.     

钴配合物/单壁碳纳米管修饰电极对尿酸的检测

采用滴加单壁碳纳米管(SWCNTs)悬浮液和电沉积钴配合物[Co(phen)3]2+(phen=邻菲啰啉)的方法,制备了钴配合物-单壁碳纳米管修饰玻碳电极([Co(phen)3]2+-SWCNTs/GCE),研究了尿酸(UA)在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,修饰电极对UA具有良好的电催化作用,在1~249μmol·L-1浓度范围内,氧化峰电流与UA浓度之间存在良好的线性关系,检出限(S/N=3)为1μmol·L-1,加标回收率在98%~102%之间。该修饰电极的稳定性和重现性好,可用于UA的定量分析。     

新型1,10-菲咯啉衍生物的设计与合成

以功能化氮配体为导向,设计合成了一类新型1,10-菲咯啉衍生物1a~1d.以1-溴代芳基-3-氯-丙酮(2)和邻苯二胺(3)为原料,一锅法混酸催化合成4,7-二溴代芳基-1,10-菲咯啉(4),收率可达64%.以有机锂试剂为卤锂交换试剂和亲核试剂,以CO2为淬灭剂,对溴代菲咯啉中间体进行定向结构修饰,合成了2,9-二烷基-4,7-二(羧芳基)-1,10-菲咯啉衍生物,收率可达59%,为获得2,9-烷基化的羧酸功能化的菲咯啉提供了一条反应简洁、操作方便的合成路线.     

用于DNA杂交检测的丝网印刷型生物传感器的研究

将单链DNA(ssDNA)固定到丝网印刷碳电极上构成电化学DNA传感器,采用电化学指示剂,建立DNA杂交的检测方法.Co(phen)33+电化学指示剂通过钴盐与配体邻菲罗啉络合制备,采用等离子发射光谱法(ICP-AES)和核磁共振法(NMR)表征功能基团,采用循环伏安法(CV)分析指示剂的电化学特性,并以此为基础研究ssDNA在电极表面的固定及DNA杂交过程.本研究探讨了直接吸附、静电吸附与键合等3种ssD-NA在电极表面的固定方法,结果表明,静电吸附法和键合法具有较高的ssDNA固定量,采用静电吸附法固定探针的电极杂交目标DNA后,Co(phen)33+易于嵌入双链DNA (dsDNA)中,CV峰电流(ip)信号随目标DNA浓度增加.本研究采用静电吸附ssDNA的电极检测DNA杂交,实验表明,当探针固定液中ssDNA浓度为5 mg/L时,目标DNA浓度在6.65×10- 8～4.26× 10-6mol/L范围内,Co(phen)33+在dsDNA修饰电极上ip值与DNA浓度呈良好的线性关系,R2为0.9819.本研究为建立新的微生物分子分型手段提供了初步依据.     

L-半胱氨酸修饰金电极电化学发光法测定罗红霉素

在裸金电极上制备了L-半胱氨酸自组装膜修饰电极(L-Cys-Au/SAM/CME).考察了联吡啶钌和罗红霉素在此修饰电极上的电化学及其发光行为.结果表明,此修饰电极表现出了很好的电化学活性和电化学发光(ECL)响应.基于罗红霉素的存在可增大了联吡啶钌的发光强度,建立了测定罗红霉素片的电化学发光分析方法.在最佳实验条件下,罗红霉素浓度在1.0×10-7～1.0×10-4 mol/L范围内与其相对发光强度呈线性关系,其线性回归方程为I=2×107C+384.02, r=0.9977; 检出限(S/N=3)为1.0×10-7 mol/L.连续测定1.8×10-5 mol/L罗红霉素10次,发光强度的RSD为1.93% , 表明此修饰电极具有较好的重现性,并将本方法用于罗红霉素片剂的检测.     

Ru-P/MWCNTs-DHP/GC电极的电化学特性

应用循环伏安法、微分脉冲伏安法、紫外-可见和荧光光谱研究了一种新型钌化卟啉[Ru(phen)2(MPyTMPP)Cl]+(phen=1,10-邻菲咯啉,MPyTMPP=5-(3-吡啶)-10,15,20-三-(4-甲苯基)-卟啉)在多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的玻碳(GC)电极表面的电化学特性及其与电极上和溶液中双十六烷基磷酸盐(DHP)的作用.结果表明:[Ru(phen)2(MPyTMPP)Cl]+能强吸附在MWCNTs-DHP/GC电极表面,并呈现一对由表面过程控制的氧化还原峰;适量DHP有利于该配合物的吸附固定;[Ru(phen)2(MPyTMPP)Cl]+能与溶液中的DHP形成结合体,导致配合物中心离子反应电位负移.     

2,9-二甲基-1,10-菲咯啉的α-氨甲基吡啶衍生物的合成表征及其Mn(II),Co(II),Ni(II),Cu(II),Zn(II)配合物稳定性研究

以2,9-二甲基-1,10-菲咯啉为初始原料,合成了2,9-二甲基-1,10-菲咯啉的α-氨甲基吡啶衍生物-N,N'-二(2'-吡啶基)甲基-1,10-菲咯啉-2,9-二甲胺(L).该配体经过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱表征.在25±0.1℃、I=0.1mol·dm-3NaNO3的条件下,用pH电位滴定法测定了该配体在水溶液中的质子化常数及其分别与Mn(II),Co(II),Ni(II),Cu(II)和Zn(II)的配合物的稳定常数,提出了配合物的可能结构.进一步讨论了相应稳定常数较大的内在原因.     

电还原氧化石墨烯-铁氰化钴修饰电极对肼的测定

本文提出了一种新的水合肼的测定方法。利用静电作用,在氧化石墨烯(GO)表面吸附一层均匀分散的Co2+形成GO-Co2+复合物,通过恒电位法电还原复合物中的GO,再利用循环伏安法将吸附的Co2+转化为铁氰化钴(CoHCF),制得电还原的氧化石墨烯-铁氰化钴修饰玻碳电极(ERGO-CoHCF/GCE)。采用扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极表面进行了表征。研究了水合肼在该修饰电极上的电化学行为及在不同电极上的电流响应。结果表明:ERGO-CoHCF/GCE对肼具有很好的电催化氧化作用,其浓度与氧化峰电流呈良好的线性关系。     

钌(Ⅱ)聚邻菲咯啉化合物的电化学行为及其对亚硝酸根的电催化作用

讨论了钌(Ⅱ)聚邻菲咯啉化合物[Ru(phen)2dppz]2 (phen=1,10 菲咯啉,dppz=吡啶并[3,2-a:2′,3′-c]吩嗪)的电化学行为,在pH1.8的H2SO4底液中,该化合物在裸玻碳电极上有一对可逆峰,峰电位分别在-0.161V和-0.195V(vs.SCE)。用单阶跃计时库仑法测得在玻碳电极上的最大吸附量Γmax为7.84×10-11mol cm2,吸附系数β0为7.90×105L mol,在电极上的吸附行为符合Langmiur吸附等温式。实验过程中发现该化合物对亚硝酸根的还原起催化作用,并对其催化机理进行了研究。     

旋转铂盘电极上Cu(phen)22+与6-巯基嘌呤的相互作用

在 Tris-NaCl(pH=7.2)缓冲溶液中,应用循环伏安法、微分脉冲伏安法、 旋转圆盘电极实验、交流阻抗法及其数据模拟等技术研究了Cu(phen)22+（phen=1,10-邻菲咯啉）与6-巯基嘌呤（6-MP）的相互作用.结果显示, Cu(phen)22+与6-MP无论在扩散控制过程或电化学控制过程都发生了相互作用. Cu(phen)22+及其与6-MP的作用产物于铂电极上均呈现一对氧化还原峰,但后者呈现的氧化还原峰负移,峰电流减小，交流阻抗结果显示,无论6-MP存在与否, Cu(phen)22+在交流阻抗谱上均呈现两个清晰的电容弧,但当6-MP存在时,电化学反应电阻和电化学吸脱附电阻均增大. Cu(phen)22+在不同转速下的阻抗拟合结果显示,随转速增大,电化学反应电阻和电化学吸脱附电阻均减小,双电层电容呈增大趋势,而吸脱附电容呈减小趋势;当6-MP存在时,仍然呈现此变化规律.     

普鲁士蓝膜电化学行为的EQCM研究

应用循环伏安法于铂电极上电化学沉积PB膜,并由电化学石英晶体微天平技术(EQCM)原位测量了PB膜电沉积过程的频率响应.研究表明,沉积液中添加邻菲咯啉对PB膜结构有影响.有邻菲咯啉参与沉积的PB Pt/QCM电极对H2O2的电催化还原性能优于不含邻菲咯啉沉积液制备的PB Pt/QCM电极.     

1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮制备反应中副产物的形成与控制

由1,10-邻菲咯啉合成1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮反应的副产物的形成与控制研究表明,1,10-邻菲咯啉在5,6位二酮化反应中的副反应产物及主产物分离时产生的副产物均为4,5-二氮杂芴-9-酮,二酮化反应条件(包括作为氧化剂的强混合酸H2SO4/HNO3的加入量、时间和温度)和主产物分离时体系的酸度对副产物的形成有重要影响,优化了二酮化反应条件和产物分离时的体系pH控制范围。在此优化条件下,可有效控制副产物的形成,使主产物1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮的收率达到92%以上。     

基于胆碱修饰层为基底的纳米金固定过氧化物酶修饰电极的研究

玻碳电极上共价修饰上单分子层胆碱(Ch)可以显著提高电极的活性。本研究利用该电极上胆碱层带有的正电荷,牢固吸附带负电荷的纳米金溶胶,继而利用纳米金颗粒良好固载辣根过氧化物酶(HRP),制备出了基于HRP酶直接电化学的H2O2传感器。以阻抗谱、循环伏安等方法表征了修饰电极的性质。结果显示,该电化学传感器具有良好的催化活性,电活性HRP的表面浓度(Γ*)为1.2×10-9mol/cm2,米氏常数KMapp=1.55±0.11 mmol/L。该修饰电极在H2O2浓度1.2×10-6~3.2×10-3mol/L范围内有线性响应,检出限(S/N=3)为4.0×10-7mol/L。本修饰电极制备简单,选择性高,稳定性好,可以作为进一步构筑生物传感器的基础。     

新型不对称三齿多吡啶配体及其混配钌(Ⅱ)配合物的合成、表征及与DNA相互作用研究

合成了两个新型不对称三齿多吡啶配体,3-(1,10-菲咯啉基-2)-1,2,4-三唑(PHT), 3-(1,10-菲咯啉基-2)-5-甲基-1,2,4-三唑(PHMT),及其混配配合物[Ru(tpy)(PHT)]2+ (Ru1)和[Ru(tpy)(PHMT)]²⁺ (Ru2),通过元素分析、FAB-MS, ES-MS, ¹H NMR, IR, UV-vis,发射光谱和电化学对它们进行了表征.运用电子吸收光谱、竞争性结合实验和粘度测试等方法研究了配合物与DNA的作用机理,结果显示它们均是通过静电作用与DNA结合,且Ru2与DNA的作用比Ru1与DNA的作用更强.     

2,9-二甲基-1,10-菲咯啉的α-氨甲基吡啶衍生物的合成表征及其MnⅡ,CoⅡ,NiⅡ,CuⅡ,ZnⅡ配合物稳定性研究

以 2 ,9 二甲基 1,10 菲咯啉为初始原料 ,合成了 2 ,9 二甲基 1,10 菲咯啉的α 氨甲基吡啶衍生物 N ,N’ 二 (2’ 吡啶基 )甲基 1,10 菲咯啉 2 ,9 二甲胺 (L)。该配体经过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱表征。在2 5± 0 .1℃、I=0 .1mol·dm- 3NaNO3的条件下 ,用 pH电位滴定法测定了该配体在水溶液中的质子化常数及其分别与Mn ,Co ,Ni ,Cu 和Zn 的配合物的稳定常数 ,提出了配合物的可能结构。进一步讨论了相应稳定常数较大的内在原因     

细胞色素c／L-半胱氨酸修饰金电极检测亚硝酸根

采用循环伏安法、交流阻抗法研究了组装在L-半胱氨酸(L-Cys)修饰金电极上的细胞色素c(Cyt c)电化学行为;采用电化学方法以及紫外-可见光谱对电极进行表征.结果表明:通过静电吸附作用组装在L-Cys修饰金电极上的细胞色素c保持了良好的生物和电化学活性,用Cyt c/L-Cys修饰金电极检测亚硝酸根,响应电流与亚硝酸根浓度在5.0×10-6～4.5×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,线性回归方程为Ip=0.031 c 8.165×10-6,相关系数为0.999 5,检出限(S/N=3)为1.5×10-7mol·L-1.电极用于模拟样品及咸菜样品中亚硝酸根的测定,回收率为89.0%～116.0%.     

铂纳米颗粒修饰电化学DNA传感器检测大豆中转基因成分

用电沉积方法将铂纳米颗粒修饰在玻碳电极表面,然后将花椰菜花叶病毒35S启动子ssDNA片段直接吸附在铂纳米颗粒上,制成特异的电化学DNA传感器。用扫描电子显微镜和循环伏安法对修饰铂纳米颗粒电极进行了表征。ssDNA探针与互补目的ssDNA杂交,以[Co(phen)3]3 (phen=1,10-Phe-nanthroline)为杂交指示剂,用方波伏安法进行检测,表现出良好的响应信号。与在裸玻碳电极上修饰的探针相比,测定目的基因的灵敏度显著提高。传感器对互补目的ssDNA检测的线性范围为2.14×10-9～2.14×10-7mol/L;检出限为1.0×10-9mol/L,与3个碱基错配的DNA序列杂交,观察不到明显的杂交信号。样品DNA经HindⅢ非限制性内切酶酶切后测定,杂交检测信号增大。用传感器检测含量不同的转基因大豆DNA和非转基因大豆DNA的混合溶液,杂交前后的电流差与转基因DNA的含量呈良好线性关系。连续5次测量含有100%转基因大豆DNA杂交后的电信号,相对标准偏差为5.89%,固定探针的电极再生后可重复使用8次。