位置:立项数据库 > 立项详情页
基于丝网印刷电极传感器的生物胺分子印迹膜识别机制研究
  • 项目名称:基于丝网印刷电极传感器的生物胺分子印迹膜识别机制研究
  • 项目类别:地区科学基金项目
  • 批准号:31160324
  • 申请代码:C200701
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:朱秋劲
  • 依托单位:贵州大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

研究拟采用含有-NH2/-NH-的生物胺作为模板分子,开展高选择性生物胺分子印迹聚合物制备,构建丝网印刷技术与分子印迹相结合的生物胺传感器检测方法,从电位和电流等参数的变化中建立起检测物质的浓度关系,同时结合计算化学、分子印迹膜(MIM)的空间结构、色谱学、光谱学和电化学分析结果,开展分子印迹膜识别研究,构建新的 MIM识别表征方法,探索生物胺MIM识别特性,明确生物胺MIM在预组装过程中主客体配合物识别位点的相互作用关系,系统地探讨影响膜形态结构与识别的聚合与环境因素,揭示生物胺MIM的空间结构和识别位点对模板分子识别的影响,并阐明吸附等温线模型理论和解释生物胺MIM识别热力学机理,科学解析基于丝网印刷电极的生物胺分子印迹传感器识别机制。

结论摘要:

研究先后合成出对组胺(Histamine, HIS)、酪胺(Tyramine, TYR)和亚精胺(Spermidine, SPD)三种生物胺(Biogenic Amine,BA)具有特异性吸附能力的分子印迹聚合物,最后成功制备的亚精胺分子印迹聚合物(MIP)成膜于丝网印刷电极表面,开发出对BA中的SPD进行快速检测的功能性电极,构建了一种生物胺检测新方法。首先,开展BA-MIP计算化学研究。选取亚精胺、酪胺以及组胺为模板分子,借助密度泛函数法(DFT),并采用关键字OPT+FRE优化计算模板分子SPD与功能单体构效,筛选与BA形成最稳定复合物的功能单体。发现8种功能单体中,甲基丙烯酸(MAA)能够与SPD形成的复合物稳定性最高。发现HIS和TYR与MAA形成的复合物有最佳的稳定性。两种模板分子与功能单体比例为1:4时形成最稳定的复合物。通过计算溶剂化能力,发现溶剂对MAA、AM以及MIP体系影响趋势相同,其溶剂化能力强度为乙腈>甲醇>乙醇>二氯甲烷>氯仿>四氯化碳。然后,进行MIP预组装体系光谱波谱学研究。采集SPD与三种功能单体所形成的复合物体系的紫外光谱数据,MAA能够与SPD形成最为稳定的复合物,结论与计算化学结果一致。经扫描发现一个SPD分子周围至少需要3个功能单体才能形成稳定的复合物。分别对HIS、TYR预组装体系紫外光谱扫描发现,1个模板分子主要与1个MAA、1个AM分子形成复合物。对TYR复合物体系的核磁共振波谱揭示以MAA 为功能单体,EDGMA 为交联剂制备的MIP对酪胺的识别作用力比以AM大,特异性更好。 SPD-MIP合成与表征的试验。获得在1:4 的SPD与MAA比例时有最好的吸附性能和选择性能,且吸附符合准二级动力学方程,有两类不同的吸附位点,其吸附量、平衡解离常数优于其它的比例。以MAA、AM为功能单体,制得HIS-MIP、TYR-MIP,分别对模板有单一结合位点,并存在特异性识别。最后,SPD-MIP修饰丝网印刷电极及表征研究。采用SPD-MAA 14聚合体系为传感器敏感膜材的成膜组分,以紫外聚合法在丝网印刷电极表面合成SPD-MIP功能膜电极,其在溶液中吸附平衡时间为360 S,在1×10-6~6×10-6 mol/L内有很好的线性关系(R2=0.9952),检测限1.7016×10-7 mol/L,有较好的抗干扰能力。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 11
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
相关项目
朱秋劲的项目