【教学课件】第七章电化学分析专题及生物芯片技术.ppt

第七章第七章 电化学分析专题电化学分析专题及生物芯片技术及生物芯片技术第一节 电化学分析专题一、化学修饰电极一、化学修饰电极electrode chemically modified二、微电极与超微电极二、微电极与超微电极microelectrode and ultramicroelectrode三、三、生物电化学分析生物电化学分析bioelectrochemical analysisspecial topic in Electro-chemical analysisspecial topic in Electro-chemical analysis and biochip technology2023/1/9一、化学修饰电极一、化学修饰电极 electrode chemically modified化学修饰电极：化学修饰电极：利利用用化化学学或或物物理理的的方方法法，将将特特定定功功能能的的分分子子、离离子子、聚聚合合物等固定在电极表面，物等固定在电极表面，实现功能设计实现功能设计；基底材料基底材料：碳：碳(石墨石墨)、玻璃、金属等；、玻璃、金属等；1.1.化学修饰方法化学修饰方法 常规方法常规方法（1 1）吸附型修饰电极）吸附型修饰电极 将特定官能团分子吸附到电极表面；（2 2）共价键合型修饰电极）共价键合型修饰电极 通过化学反应键接特定官能团分子或聚合物。2023/1/9（1 1）吸附修饰电极）吸附修饰电极吸附方式：吸附方式：平衡吸附平衡吸附 静电吸附静电吸附 LB LB膜吸附膜吸附 单层吸附膜单层吸附膜 复合膜复合膜LBLB膜膜：不不溶溶于于水水的的表表面面活活性性物物质质在在水水面面上上形形成成排排列列有有序序的的单分子膜；单分子膜；(Langmuir-BlodgettLangmuir-Blodgett，LBLB膜膜)；SASA膜膜：依依靠靠S S原原子子与与金金之之间间的的作作用用，硫硫化化物物(-(-SHSH；SOSO2 2等等)在在金金电电极极表表面面形形成成有有序序的的单单分分子子膜膜；自自组组装装膜膜（self self assembingassembing，SA SA膜）。膜）。2023/1/9吸附修饰电极的化学修饰物质吸附修饰电极的化学修饰物质a.a.含有含有 键的共扼烯烃及芳环等有机化合物；键的共扼烯烃及芳环等有机化合物；b.b.与特定基底电极作用的化合物；与特定基底电极作用的化合物；例：玻碳电极：修饰物8-羟基喹啉，测Tl+；石墨电极：修饰物钴-卟啉；金电极：修饰物硫化物；2023/1/9（2 2）共价键合型修饰电极）共价键合型修饰电极基底电极：碳电极，金属电极、金属氧化物电极；基底电极：碳电极，金属电极、金属氧化物电极；键合方法：键合方法：基底电极表面处理基底电极表面处理引入化学活性基团引入化学活性基团修饰物修饰物2023/1/92.2.修饰电极在分析化学中的应用修饰电极在分析化学中的应用提高电极的灵敏度提高电极的灵敏度 玻碳电极化学键合-EDTA后对Ag+的灵敏度提高；特殊响应的电化学传感器特殊响应的电化学传感器 玻碳电极化学键合 L-氨基酸氧化酶，pH传感器。2023/1/9二、微电极与超微电极二、微电极与超微电极 microelectrode and ultramicroelectrode 超微超微直径直径100100 m m；活体分析；细胞中物质分析；活体分析；细胞中物质分析；材料：铂、金、碳纤维；材料：铂、金、碳纤维；形状：微盘、微环、微球、组合等。形状：微盘、微环、微球、组合等。1.1.基本特征基本特征（1 1）极小的电极半径）极小的电极半径（2 2）双电层充电电流很小）双电层充电电流很小（3 3）平衡时间断，响应快）平衡时间断，响应快2.2.应用应用 脑神经组织中多巴胺、儿茶胺的实时监测。脑神经组织中多巴胺、儿茶胺的实时监测。2023/1/9三、生物电化学分析三、生物电化学分析 bioelectrochemical analysis 1.1.活体伏安分析活体伏安分析 1973 1973年年 AdamsAdams将直径将直径1 1mmmm石墨电极插入大白鼠的大脑尾核石墨电极插入大白鼠的大脑尾核部位，测定多巴胺，获得第一张活体循环伏安图；部位，测定多巴胺，获得第一张活体循环伏安图；药物在活体中浓度变化、分解、作用的监测；药物在活体中浓度变化、分解、作用的监测；通过微电极与超微电极实现，无损伤分析。通过微电极与超微电极实现，无损伤分析。2.2.免疫伏安分析免疫伏安分析 19791979年，年，HeinemanHeineman等提出；等提出；利用抗原与抗体间特定选择性建立的高选择性分析法。利用抗原与抗体间特定选择性建立的高选择性分析法。3.3.生物电化学传感器生物电化学传感器 酶传感器、生物组织传感器、免疫传感器；酶传感器、生物组织传感器、免疫传感器；测定乙肝的免疫传感器。测定乙肝的免疫传感器。2023/1/9内容选择内容选择第一节第一节 电化学分析新专题电化学分析新专题new special topic in electrochemical analysis and biochip technology第二节第二节 生物芯片生物芯片 biochip 结束结束2023/1/9