【摘要】：碳纖維微電極(CFME)因具有極小的電極尺寸而具備高時空分辨率和高檢測靈敏度，可對生物體內(nèi)多種組分進(jìn)行無損的定量分析。本文通過對CFME進(jìn)行多種改性修飾提高CFME的抗干擾性能、抗污染性能、檢測靈敏度和選擇性，具體闡述了四種CFME修飾方法，將修飾后的CFME應(yīng)用于生物樣品檢測，并進(jìn)一步探究了其檢測機(jī)制，具體內(nèi)容如下:第1章闡述了自微電極檢測體系建立的兩個多世紀(jì)以來，微電極檢測系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，并對微電極、碳纖維微電極、電化學(xué)分析方法、電極的表面改性修飾、電極改性材料以及電化學(xué)分析方法的實際應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)說明。

第2章采用恒電位沉積法在1.5 V初始電位下對新制備的CFME及被毒化的CFME進(jìn)行電化學(xué)氧化刻蝕，發(fā)現(xiàn)經(jīng)該法處理的CFME在神經(jīng)遞質(zhì)檢測中的峰電流顯著增加。本章進(jìn)一步研究了在純水中進(jìn)行電化學(xué)氧化刻蝕的CFME的活化機(jī)理。該方法再生的CFME非常穩(wěn)定且具有良好的重現(xiàn)性，有望應(yīng)用于復(fù)雜生物微環(huán)境監(jiān)測中被污染電極的活化與再生。第3章采用一步恒電位沉積法在碳纖維微電極表面沉積氧化石墨烯量子點(GQDs)，并在修飾電極表面包覆一層Nafion膜，得到Nafion/GQDs/CFME。將Nafion/GQDs/CFME應(yīng)用于多巴胺、腎上腺素(E)、去甲腎上腺素的檢測，在一定濃度范圍內(nèi)，DA、E、NE的氧化峰電流與其濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。該修飾方法重現(xiàn)性好，電極穩(wěn)定性佳，電極制備方法簡單，可應(yīng)用于實際血液樣品中兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量測定。第4章優(yōu)化已有的球形納米金合成方法，實現(xiàn)在簡單條件下合成粒徑可控的球形納米金，采用一步恒電位沉積法在碳纖維微電極表面沉積尺寸不同的球形納米金顆粒，得到納米金修飾的碳纖維微電極(GN/CFME)，并分別對多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)、抗壞血酸(AA)、鐵氰化鉀等在修飾前后電極表面的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。

結(jié)果表明該修飾電極可以通過靜電排斥，排斥荷負(fù)電的物質(zhì)，同時催化荷正電物質(zhì)的電化學(xué)響應(yīng)，實現(xiàn)選擇性測定，并可應(yīng)用于實際生物樣品檢測。第5章建立了一種對活體蘆薈儲水凝膠組織中蘆薈多糖進(jìn)行在體實時動態(tài)檢測的電化學(xué)方法。將納米金粒子修飾的碳纖維微電極插入活體蘆薈植株凝膠中，對不同光照條件下蘆薈植株中的蘆薈多糖進(jìn)行在體動態(tài)監(jiān)測，從而評價植株應(yīng)激外界環(huán)境下蘆薈多糖含量的實時變化。實驗結(jié)果表明，納米金粒子修飾后的碳纖維微電極對蘆薈儲水凝膠組織中蘆薈多糖具有顯著的電催化活性，不同光照環(huán)境下蘆薈植株中蘆薈多糖含量的動態(tài)變化具有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。成功將修飾電極應(yīng)用于蘆薈植株中蘆薈多糖動態(tài)變化進(jìn)行在體實時監(jiān)測，發(fā)展了一種監(jiān)測植物光合作用程度的快捷檢測手段。