丝裂霉素在壳聚糖-石墨烯修饰电极中的电化学行为文献综述

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1、文献综述丝裂霉素在壳聚糖-石墨烯修饰电极中的电化学行为1引言丝裂霉素为广谱类抗癌药，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，应用较为广泛。对乳腺癌、急性白血病、恶性淋巴瘤、消化道癌及其它实体瘤有效。因此，研究它的检测方法和反应机理都具有重要意义。本次论文的主要目标是采用壳聚糖-石墨烯修饰电极测定丝裂霉素的电化学研究，考察丝裂霉素在电极表面的电化学行为。并通过这个化学行为来研究检测丝裂霉素的含量，建立一种新型的分析方法，同时研究影响测定的干扰因素，并将此法用于实际样品的测定。石墨烯晶体具有确定的原子和电子结构，对石墨烯进行改性可以有效调变其结构和性能，实现更为丰富

2、的功能和应用。与富勒烯和碳纳米管相似，石墨烯可以进行化学修饰、化学掺杂、表面官能化、生成衍生物等改性方式。例如，石墨烯经氧化后生成石墨烯氧化物(graphemeoxide，GO)，与氢原子键合形成石墨烷(graphane)，在石墨烯晶格中引入氮原子后变成氮掺杂石墨烯或氮化碳(carbonnitride)。这些石墨烯的衍生物表现出与石墨烯迥异的结构和性质，在微电子、复合材料、催化、储氢等领域有着重要的应用[1]。在2006--2008年间，石墨烯已被制成弹道输运晶体管(Ballistictransistor)和平面场效应管(Field．effecttransistors)，并且吸引

3、了大批科学家的兴趣。针对石墨烯晶体管的开关比较差的缺点，AMICA和曼切斯特大学的研究人员利用石墨烯的可逆化学修饰，使得石墨烯场效应晶体管的开关效应大于106，这种可逆的转换可能被用于非易失性存储[2]；石墨烯高的导电性和透光性可使其用于透明电极、触摸屏、液晶显示、有机光伏电池以及LED[3,4]；由于具有非常巨大的比表面积，石墨烯另外的潜在用途就是超级电容器的导电板[5]。纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至

4、紫色。作为现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogoldlabellingtechique)，实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷，与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合，而且吸附后不会使生物分子变性，由于金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能，可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结

5、合，因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。利用壳聚糖与纳米金良好的生物相容性及蛋白固定能力，制备了兼具导电性和透光性的人免疫球蛋白G(IgG)修饰膜，用于修饰玻碳电极，研制了新型电化学发光免疫传感器，并通过扫描电镜(SEM)及交流阻抗技术(EIS)考查了传感器表面性质。将该电化学发光传感器应用于人血中IgG的检测，结果令人满意[6]。2石墨烯的应用ZhangQian[7]等人研究一种新型的电化学设计平台结合具有生物相容性的单链DNA(ss-DNA)和石墨烯优良的导电性(GP)，这个纳米复合物(用ss-DNA—GP修饰)是第一次被用作电极材料和用来固定和生物传感器氧化还原反应所

6、需的酶，对静电极相互作用的基础上，辣根过氧化物酶(HRP)自组装用ss-DNA/GP修饰在玻碳电极(GC)去形成一个HRP/ss-DNA/GP/GC电极，紫外/可见光谱和红外光谱被用来检测这个自组装过程和表明固定HRP，ss-DNA/GP来保留其天然结构良好，HRP具有一对稳定而良好的氧化还原峰，有正式潜在的—0.26V(vs.Ag/AgCl)，在PH为7的磷酸缓冲溶液中得到在HRP/ss-DNA/GP/GC表面，这表明直接电子转移在固定的HRP上和电极上，此外，该修饰电极对过氧化氢具有良好的电催化现象和高的敏感性，宽的线性范围，和好的稳定性，因此，ss-DNA/GP纳米复合物提

7、供了氧化酶新型高效的平台，直接电化学有一个很好的应用，在合成第三代电化学传感器。Wu[8]等人在葡萄糖氧化酶和石墨烯的直接电化学做了一定研究，这个伏安结果显示葡萄糖氧化酶组装在石墨烯上面，保留了它的自然结构和生物活性，呈现出一个表面修饰过程，经历有效直接电子转移反应常数(ks)2.68s-1，这个工作是开拓一个建立在氧化(GOx-graphene/GC)电极的电催化还原上的新颖的测试葡萄糖的方法。自组装的葡萄糖氧化酶能够电催化还原溶解氧，随着葡萄糖的加入，还原峰下降，可以用来检测