1 / 21

活性氧的电化学分析新方法

同济大学博思论坛 -- 环境与绿色化学. 活性氧的电化学分析新方法. 报告人：朱安伟 导 师：田阳 教授 同济大学化学系. 1. 研究背景. 活性氧物质 （ Reactive Oxygen Species, ROS ）. 正常生理作用 应激（紫外线照射，外界压力、贫血，食品添加物，药物）. O 2 •- 、 •OH 、 H 2 O 2 、 1 O 2. 老化 致癌 神经退行性疾病 动脉硬化 炎症. ROS 的代谢途径，及酶参与代谢的过程. catalase. ROS. 反应活性高. 存在时间短. 局部浓度低. 病理时水平变化宽.

hyman
Download Presentation

活性氧的电化学分析新方法

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 同济大学博思论坛--环境与绿色化学 活性氧的电化学分析新方法 报告人：朱安伟 导 师：田阳 教授 同济大学化学系

  2. 1. 研究背景 活性氧物质 （Reactive Oxygen Species, ROS） • 正常生理作用 • 应激（紫外线照射，外界压力、贫血，食品添加物，药物） O2•-、•OH、H2O2、1O2... 老化 致癌 神经退行性疾病 动脉硬化 炎症 ROS的代谢途径，及酶参与代谢的过程 catalase ROS 反应活性高 存在时间短 局部浓度低 病理时水平变化宽 分析检测上的挑战

  3. 1. 研究背景

  4. 2. “Research Map” 研究体系的确立 传感器的材料选择 检测平台的构建 检测技术 ROS的电化学检测 金属/半导体复合纳米 超疏水改性纳米金 纳米多孔金 非接触光催化系统 层层自组装技术 等离子共振诱导光电流 电化学交流阻抗分析法 蛋白质直接电化学 蛋白质直接电化学 耦合光电化学分析

  5. 3. 细胞色素c在层层多孔纳米金膜修饰电极上的直接电化学 制备纳米多孔金电极

  6. 3. 细胞色素c在层层多孔纳米金膜修饰电极上的直接电化学 Cytochrome c直接电子传递 Cyt. c的修饰与表征 Cyt. c的修饰与表征 25 mmol / L PBS 中， (a)纳米多孔金电极 (b) cyt.c修饰的纳米多孔金电极的循环伏安法，扫速100 mV / s cyt. c的UV-vis，(a) 吸附在ZnO表面的cyt. c, (b) 0.2 mmol / L cyt. c溶液

  7. 3. 细胞色素c在层层多孔纳米金膜修饰电极上的直接电化学 不同电位下，模拟生理干扰物： AA（抗坏血酸）, DA（多巴胺） O2等的干扰。 确定 -0.1 V (vs. Ag|AgCl)为最优化的电位 H2O2传感器的优化

  8. 3. 细胞色素c在层层多孔纳米金膜修饰电极上的直接电化学 H2O2传感器性能评价 25 mmol / L PBS 中H2O2催化还原i-t图，工作电极：cyt. c/纳米多孔金电极，外加电压-0.1 V (vs. Ag|AgCl)，插图为H2O2浓度与稳态电流关系

  9. 3. 细胞色素c在层层多孔纳米金膜修饰电极上的直接电化学 层层自组装技术 纳米多孔金 蛋白质直接电化学分析

  10. 4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大 (a) (b) 500 nm 500 nm 制备金/二氧化钛纳米复合电极及细胞色素c的修饰 修饰电极具有生物 兼容性、允许可见 光长时间光照。

  11. 4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大 等离子共振诱导的光电化学与细胞色素c的直接电化学耦合 cyt. c可以与Au/TiO2交换 电子产生放大的光电流。 cyt. c的氧化还原态可以 调控光电流方向 空白cyt.c/TiO2/ITO 电极没有可见光激 发产生峰电流放大 现象！ cyt. c的氧化还原峰电流增 大可能来源于等离子共振 诱导纳米金产生的光电流

  12. 4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大 H2O2传感器性能评价 灵敏度提高4倍

  13. 4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大4.等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学耦合及分析信号放大 金属/半导体纳米 复合材料 等离子共振诱导光电化学 蛋白质直接电化学 耦合光电化学分析

  14. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH 非接触光催化系统中高选择灵敏检测羟基自由基 非接触氧化法的机理示意图

  15. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH a b c 不同界面的S 2p轨道XPS谱图 不同基底的静滴接触角照片 不同电极表面的Nyquist图 羟基自由基降解ODT ( a) 花状纳米金电极，( b)ODT/Au电极，( c) 经紫外灯照射ODT完全被除去后的ODT/Au电极

  16. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH 收集TiO2非接触光催化体系中H2O2装置示意图（无光掩模） ODT/Au电极经紫外光照射不同时间后的交流阻抗Nyquist图。插图：ODT/Au的Rct减小百分比与紫外光照时间 的线性关系图。 结 论 实验测得H2O2的线性检测范围是0.9 ~ 21.9 nmol，最低检测限为0.9 nmol。根据双激发原理，HO˙的最低检测限约为1.8 nmol。 EIS检测TiO2非接触光催化过程中的∙OH

  17. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH （a）H2O2，（b）O2−，（c）1O2，（d）ONOO−，（e） ROO˙和（f）HO˙对ODT/Au电极表面静滴接触角的影响 （a）H2O2，（b）O2−，（c）1O2，（d）ONOO−，（e）ROO˙和（f）HO˙对ODT/Au电极Rct的影响 ODT自组装膜对HO˙具有很高的选择性，适用于复杂环境中˙OH的选择性检测 其它活性氧的影响

  18. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH EIS技术检测脂多糖刺激小鼠单核巨噬细胞产生的HO˙的实验过程图 讨 论 空白实验表明未受LPS刺激的RAW246.7细胞或单独使用LPS没有细胞存在时均不会对电极表面ODT分子产生破坏作用 （a）ODT/Au电极，（b）ODT/Au电极受脂多糖刺激小鼠单核巨噬细胞产生的HO˙攻击后的交流阻抗Nyquist图 脂多糖刺激小鼠单核巨噬细胞产生的羟基自由基

  19. 5.电化学交流阻抗法检测巨噬细胞产生的∙OH 超疏水自组装单分子层膜修饰纳米金 非接触光催化系统 电化学交流阻抗分析法

  20. 结果与讨论 • 基于纳米多孔金膜的H2O2传感器 采用层层自组装技术首次在ITO电极表面制备出 纳米多孔金膜，并且提高了cyt.c的电子传递速率 保持了cyt.的生物催化活性，构建了H2O2传感器 • 等离子共振诱导的光电化学法检测H2O2 • 首次将等离子共振诱导下金/二氧化钛纳米复合 • 体系产生的光电流应用于电化学传感器，产生 • 了放大的光电流，提高了cyt.c的循环伏安响应 • 电流，显著提高了检测H2O2的性能。 • 基于ODT/Au电极的电化学交流阻抗法检测 ∙OH 首次用EIS技术灵敏表征TiO2非接触光催化过程 中铁氰化钾在修饰电极表面的Rct的变化，显著 提高了∙OH的分析特性，并将此方法成功应用于 免疫细胞应激产生的∙OH的测定

  21. 致谢 国家自然科学基金 教育部新世纪优秀人才计划 上海市纳米科学基金 同济大学

More Related