应用于组胺和己烯雌酚检测的三联吡啶钌电化学发光传感器的研制

摘要

电化学发光技术(ECL)是一种用于物质检测的新技术，具有灵敏度高，特异性好，检测时间短，操作简单快速，价格低廉等优点，已经吸引了广泛的关注。三联吡啶钌[Ru(bpy)32+]是现阶段应用最广泛的电化学发光试剂之一，与其他的发光试剂相比，它具有发光信号稳定、较高的量子产率、广泛的适用性以及可以循环利用等优点。组胺是一种自体活性物质，机体中少量的组胺可以调节血压，控制神经活动，对机体有一定的好处，但是大量的组胺会对人体造成危害，使人体中毒。己烯雌酚（Diethylstilbestrol，DES）是一种人工合成的非甾体类环境雌激素，过量的己烯雌酚残留会对人体造成危害，所以国家农业部规定禁止添加，但受经济利益的驱使，己烯雌酚仍在非法使用。
　　本文中简述了电化学发光技术的原理、国内外相关研究应用进展，其中主要阐述了三联吡啶钌的固化和标记方法，在此基础上，进行了两部分研究，一是研制了实验室用于组胺检测的电化学发光传感器，二是研制了用于己烯雌酚检测的电化学发光免疫传感器，得到对组胺和己烯雌酚检测的标准曲线分别I=326.7lgC+4917.9，△I=1537.36lgC+11094.71，检测范围分别1×10-9～1×10-5g/mL，5×10-8～5×10-2mg/ml。在第一部分实验中，重点研究了TiO2、ZnO、SiO2、Fe3O4四种不同物质制备的MWCNTs/金属氧化物/Nafion复合物膜修饰的玻碳电极的电信号和发光信号区别，从而确定最佳的金属氧化物;MWCNTs是否起到电信号放大作用以及复合物膜中MWCNTs浓度、溶液的pH值、扫描速率和光电倍增管电压对检测信号的影响。得到了结论如下:①复合物膜中的金属氧化物为ZnO时的电信号和发光信号最佳;②复合物膜中MWCNTs的加入，增强了电信号，使氧化还原峰电流上升，氧化还原电位差降低;③最优的实验条件是:MWCNTs在MWCNTs/ZnO/Nafion复合物膜中的浓度为1.00mg/ml，溶液pH=7.8，扫描速率为100mV/s，光电倍增管电压为900V。在第二部分实验中，主要进行了RuSiO2纳米颗粒的制备并将其用于己烯雌酚抗体的标记;循环伏安法对传感器制备过程的表征;实验中MWCNTs的羧基活化时间、己烯雌酚完全抗原的孵育时间和RuSiO2-Ab1的孵育时间的优化，以及传感器稳定性，抗干扰能力的验证，得到了结论如下:①实验制备的RuSiO2纳米颗粒在透射电镜下具有明显的核壳结构，粒径在50nm作用，大小均一，分散性好，并且荧光性能稳定:②电极制备过程中循环伏安曲线的变化，表明物质都成功的修饰到了电极的表面;③MWCNTs的羧基活化时间、己烯雌酚完全抗原的孵育时间和RuSiO2-Ab1的孵育时间分别为40min，40min和30min;④此实验制备的传感器表现出了长期稳定性，同时也不会受到其他物质的干扰。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 电化学发光原理

1．1．1 湮灭电化学发光反应

1．1．2 共反应电化学发光体系

1．1．3 阴极电化学发光

1．2 电化学发光反应的条件

1．3 电化学发光特点

1．4 电化学发光的发展

1．5 三联吡啶钉固定化的研究

1．5．1 传统三联吡啶钌固定化方法

1．5．2 新型三联吡啶钌固定化方法

1．6 三联吡啶钌标记探针的制备

1．6．1 三联吡啶钌衍生物N-羟基琥珀酰胺酯[Ru(bpy)32+-NHS]标记探针的制备

1．6．2 SiO2纳米粒子包被Ru(bpy)32+(RuSiO2 NPs)的标记探针的制备

1．7 三联吡啶钌电化学发光法的应用

1．8 碳纳米管在电化学发光电极修饰中的应用

1．9 立题依据及研究内容

第2章 用于组胺检测的MWCNTs／ZnO／Nafion复合物膜修饰的电化学发光传感器的研究

2．1 引言

2．1．1 三联吡啶钌概述

2．1．2 组胺概述

2．1．3 纳米材料

2．1．4 本论文的研究内容

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 MWCNTs／ZnO／Nafion复合物膜修饰的电化学发光传感器的制备

2．2．3 复合物膜制备及检测条件的优化

2．2．4 电化学发光传感器性能的研究

2．3 实验结果

2．3．1 电极打磨效果

2．3．2 MWCNTs对电信号的放大作用

2．3．3 MWCNTs／金属氧化物／Nafion复合物膜中金属氧化物的确定

2．3．4 实验条件的优化

2．3．5 Ru／MWCNTs／ZnO／Nafion修饰电极对组胺的ECL响应

2．3．6 检测范围及检测限

2．3．7 实验的稳定性及重复性

2．3．8 干扰性及特异性试验

2．3．9 实际样品检测

2．4 讨论

2．5 本章小结

第3章 用于己烯雌酚检测的RuSiO2纳米颗粒的电化学发光免疫传感器的研究

3．1 引言

3．1．1 RuSiO2纳米颗粒概述

3．1．2 己烯雌酚简介

3．1．3 电化学发光免疫法概况

3．1．4 研究思路

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 基于RuSiO2纳米颗粒电化学发光免疫传感器的制备

3．2．3 电化学发光免疫传感器的表征

3．2．4 实验条件的优化

3．2．5 电化学发光免疫传感器性能的研究

3．2．6 实际样品检测

3．2．7 数据处理

3．3 结果

3．3．1 RuSiO2纳米颗粒形貌特征

3．3．2 MWCNrS放大效果

3．3．3 玻碳电极电化学行为

3．3．4 实验条件优化

3．3．5 检测范围及检测限的确定

3．3．6 特异性、稳定性、干扰性实验

3．3．7 实际样品分析

3．4 讨论

3．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢