聚氨基酸氮掺杂石墨烯复合物修饰电极的制备及其应用

菜单

摘要本文介绍了一种用来检测阿莫西林(AMOX)的新颖的电化学传感器。首先，在裸玻碳电极表面滴加一定量的氮掺杂石墨烯(NGE)，再聚合谷氨酸，得到PGA/NGE/GCE修饰电极。通过一系列实验,，优化修饰电极的制备条件和阿莫西林的检测条件，用此电极检测阿莫西林。结果表明，在最优实验条件下，阿莫西林浓度为1~7μg/mL范围内，浓度与峰电流呈线性关系，检出限为0.3μg/mL即0.71μM。与裸GCE电极、NGE/GCE修饰电极及PGA/GCE修饰电极相比，PGA/NGE/GCE修饰电极具有低检出限、高灵敏度、高选择性等优点。此电极可作为电化学传感器来检测阿莫西林实际样品。43302

毕业论文关键词阿莫西林 PGA/NGE/GCE修饰电极电化学检测

毕业设计说明书外文摘要

Title Electrochemical sensor for amoxicillin determination using PGA/NGE modified electrode

Abstract

We described a novel electrochemical sensor to detect amoxicillin(AMOX). Nitrogen doped graphene(NGE) was dropped onto the surface of bare glassy carbon electrode and glutamic acid was polymerized to get PGA/NGE/GCE modified electrode. The preparation and detection conditions were optimized by a series of experiments and used to detect AMOX. Compared with the bare GCE electrode, PGA/GCE modified electrode and NGE/GCE modified electrode, PGA/NGE/GCE modified electrode had the advantages of low detection limit, high sensitivity, high selectivity and so on. Results showed that under the best experiment conditions, the obtained electrode presented linear response to AMOX in the ranges of 1~7μg/mL, and its detection limit is 0.3μg/mL. The obtained electrode could also be applied to the detection of real amoxicillin sample.

Keywords Amoxicillin PGA/NGE/GCE modified electrode Electrochemical detection

1 绪论… 1

1.1聚谷氨酸简介… 2

1.2氮掺杂石墨烯简介 2

1.3 电化学检测方法简介… 3

1.4 实验内容简介4

2 实验部分… 5

2.1仪器与试剂5

2.2 PGA/NGE修饰电极的制备… 6

3 结果与讨论 9

3.1缓冲溶液及pH值的影响 … 9

3.2 NGE滴加量的影响… 12

3.3谷氨酸聚合圈数的影响 13

3.4 富集时间的影响… 14

3.5 富集电位的影响… 15

3.6 扫描速度的影响… 16

3.7 线性关系分析 17

3.8 选择性… 19

3.9 重复性与稳定性… 19

3.10 实际样品检测… 19

结论21

致谢22

参考文献23

1 绪论

阿莫西林，英文名为amoxicillin，是一种最常用的半合成β-内酰胺青霉素类抗生素[1-2]，如图1.1所示。阿莫西林不仅具有和其他β-内酰胺抗生素一样对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有抗菌活性，而且对人类和动物具有更高的吸收率。在稳定的酸性条件下，胃肠道吸收率达90%。作为目前使用最为广泛的一种口服抗生素，AMOX具有超强的杀菌能力和穿透细胞壁的能力，被制成胶囊、分散片、片剂、颗粒剂等形式，现常与克拉维酸合用制成阿莫西林克维拉酸钾分散片，主要用于治疗细菌在人类和动物所导致的传染病

阿莫西林的结构简式

图1.1 阿莫西林的结构简式

尽管在临床上取得了高水平的成功，但是大剂量地使用AMOX对人体会导致一些副作用。一般来说，阿莫西林在规定剂量范围内基本不会对人体产生影响.然而，过量的阿莫西林会残留在生物的体液以及用于生产食品的动物中，对人体的消化系统、呼吸系统、泌尿系统产生一些不利的影响，严重时会影响器脏功能甚至导致疾病发生，因此检测其在食品生产中的含量和生物液体中的残留具有重要的现实意义。目前，许多分析方法被用来测定AMOX，如光谱法[3-4]，高效液相色谱法[5]，表面等离子体共振(SPR)[6]和毛细管电泳法[7]等，其中高效液相色谱法运用最为广泛。虽然这些方法都可以用来检测AMOX，但基于水解反应得到的电活性中间体，它们大部分都缺乏选择性。而且，这些仪器分析的方法本身存在很大的局限性和缺点，比如需要进行复杂的预处理过程，需要大量高纯度的有机溶剂，成本高，耗时大，操作繁琐，因而不能满足微型化和快速检测的需求。近年来，具有高灵敏度、高选择性和响应迅速等优点的电化学分析法，逐渐成为分析化学领域的一个研究热点。目前，已有许多电化学研究者开发出基于纳米金属材料、新型纳米碳材料的电化学传感器，并且对阿莫西林的定量检测取得了不错的效果，如多壁碳纳米管(MWCNTs)[8]，MWCNTs/FeCr2O4复合物薄膜[9]，聚谷氨酸/戊二醛修饰后的玻璃碳电极[10]，镍-姜黄素复合体[11] 和聚苯胺修饰的碳电极[12] 和金纳米颗粒(NPs)改性氧化铟锡电极[13]等。然而，他们的选择性和灵敏度需要进一步加强。本文利用聚谷氨酸和氮掺杂石墨烯的复合物修饰电极检测阿莫西林，结果比较令人满意。