重金属配合物光电功能材料在生化分析中的应用研究

摘要

电化学生物传感器具有操作简单、灵敏度高、消耗低廉等优点，在相关疾病的诊断、环境检测等方面有着非常重要的应用。监测电化学信号最常用的是计时库仑法，它能够定量地测定电活性物质或表面活性物质在电极表面的吸附量，并且可以容易地得到实验数据，信噪比极好。本论文就采用此方法构建了电化学生物传感器用于腺苷的检测。
　　光致电化学作为电化学的一个分支，目前正在逐步的发展。作为一种新型的分析检测方法，它的光信号与电信号是分开的，所以背景信号的干扰比其它方法要小，因此它在分析检测领域的应用将会越来越广泛。光电传感器的灵敏度取决于采用材料的光电转化效率，所以设计开发新型高效光电材料成为目前越来越重要的研究方向。本课题以设计高效的光电材料为出发点，通过引入光敏基团设计合成高效的铱配合物光电材料，研究其光电性质，结合纳米材料的信号放大，来构建高选择性、高灵敏度的光电传感器，用于生物活性分子的检测。主要研究工作包括以下内容：
　　(1)以链置换 DNA聚合和滚环扩增(RCA)作为放大手段，构建了高效的免标记电化学生物传感器，用于腺苷的检测。腺苷会引发自催化 DN A聚合/剪切过程，同时释放大量的ssDNA。然后这些释放的ssDNA可作为引物启动 RCA聚合反应，在电极表面形成长DN A聚合物以吸附大量电活性指示剂Ru(NH3)63+，实现 CC的信号放大。这两种放大手段联用使得传感器的灵敏度大大提高，检测限低至0.032 nM，并且它还对不同种类的核苷表现出高度的选择性和良好的重现性。
　　(2)以香豆素-L(CL)为主配体，4-(2-吡啶基)苯甲醛(hpba)为辅助配体合成了光电材料[Ir(CL)(hpba)2]PF6(Ir-1)，并对其进行了紫外可见吸收光谱、荧光光谱及光电性质研究。结果表明， Ir-1在450 nm处有较强的光吸收。以氧气作为电子受体时，光电材料可以产生稳定的还原电流。再分别以氧气、三乙醇胺、抗坏血酸等作为电子供受体，对其信号的影响进行了讨论，通过对比发现，抗坏血酸作为电子供体，开启电压为?2V时，光电流最大，且暗电流小。将其作为信号物质构建成光致电化学生物传感器，用于检测DN A。在最佳条件下，这种生物传感器检出限低至9.0 fmol L-1(3σ)。
　　(3)以香豆素-6(C6)为主配体，二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪(dppz)为辅助配体合成了光电材料[Ir(C6)2(dppz)]PF6(Ir-2)，并对其进行了紫外可见吸收光谱、荧光光谱及光电性质的研究。研究表明，Ir-2在480 nm处有较强的光吸收。当氧气作为电子受体时，可以产生稳定的还原电流。对比不同偏置电压发现，偏置电压为0 V时，检测到的光电流大，且关光时的暗电流小。分别以氧气、三乙醇胺、抗坏血酸等作为电子供受体，对其信号的影响进行了讨论，通过对比发现，氧气作为电子受体，开启电压为0 V时，光电流最大，且暗电流小。

目录

1 绪 论

1. 1电化学DNA生物传感器

1. 2 P EC技术分类、原理及分析机制

1. 3 光电化学活性物质

1. 4 光电化学生物分析应用

1. 5 光致电化学分析的研究趋势及其发展前景

1. 6 立题依据

2 基于六氨基钌的电化学传感在腺苷检测中的应用

2. 1 前言

2. 2 实验部分

2. 3. 结果与讨论

2. 4 结论

3 基于香豆素敏化的铱配合物光电材料的合成及光电性质研究

3. 1 前言

3. 2 实验部分

3. 3 结果与讨论

3. 4 小结

4 基于香豆素-6敏化的铱配合物光电材料的合成及光电性质研究

4. 1 前言

4. 2 实验部分

4. 3结果与讨论

4. 4 小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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