赵金金[1]2011年在《芯片电泳分离—电化学发光检测联用研究》文中进行了进一步梳理本文从分析方法和仪器搭建两方面入手,以体现微流控芯片系统快速高效分离和电化学发光检测高灵敏度为目标,进行了一些探索性工作:第一部分,芯片电泳是近年来发展快速且具有广泛应用前景的新技术,其中PDMS电泳芯片的表面改性是目前研究的热点之一。聚苯乙烯微球作为色谱介质或被修饰到电泳管道内已引起科学家们的关注,但将纳米级聚苯乙烯微球固定到PDMS管道内尚未见报道。本文合成了纳米级表面荷正电的聚苯乙烯微球,并采用气-液界面自组装的方法将其制备成二维聚苯乙烯微球阵列,然后将该阵列转移至PDMS电泳管道内壁上,随后将聚阴离子-聚苯乙烯磺酸钠引入管道内,通过静电吸附使管道表面带有丰富的负电荷,以改进管道内壁荷电情况。修饰后的电泳管道电渗流稳定,被分析物吸附减少,分离效率显着提高。将修饰好的电泳芯片与柱端碳盘电极电化学检测联用,用于多巴胺、5-羟色胺、肾上腺素这3种神经递质以及儿茶酚的分离,这4种物质在修饰后的管道上达到了基线分离,其中多巴胺和5-羟色胺的分离度达到了12.5,显着优于已有文献报道。第二部分,电化学发光分析法(ECL)由于其可控性好、灵敏度高、仪器简单等优点已成功应用于环境科学、生命科学和材料科学等领域。鲁米诺是最常见的发光试剂之一,它具备很好的发光性能,尤其是有活性氧存在时强烈增敏其发光,提供了优异的检测平台。鲁米诺的电化学发光作为酶催化反应的信号输出,研制ECL生物传感器是现代分析化学的前沿领域之一。本文在碳纳米管/铁氰化钾修饰的铂电极上吸附胆碱氧化酶(ChOx),基于鲁米诺的电化学发光构建了一种对胆碱有灵敏和选择性响应的ECL生物传感器,实验优化了传感器研制和检测的最佳条件。酶反应中产生的过氧化氢增强鲁米诺的电化学发光强度,从而可得到发光强度与溶液中底物胆碱浓度的线性关系。对所制备传感器分析性能进行了表征,并应用于大鼠血清中胆碱的检测。该传感器显示了对胆碱的快速响应并具有良好的稳定性和重复性,较宽的线性范围和更低的检出限,为胆碱检测在医疗领域的应用提供了一种高性能的新方法。第叁部分,电化学发光修饰电极提高和改善了电化学发光的分析性能,ITO玻璃作为一种常见修饰电极基底,具有成本低、表面电阻小、光透性好等优点。实验中发现,在碱性溶液中没有发光试剂存在时,向ITO电极施加脉冲电压依然可监测到发光信号,本文对这一发光现象及其机理进行了探索。实验证明:发光实体为溶液中的活性氧,而ITO玻璃对发光有增强作用,向ITO施加脉冲电压时其对发光的增强作用更为明显。量子点作为一种新兴的电化学发光纳米材料,具有高灵敏度、高选择性、快速和成本低等优点。且研究表明,纳米金或碳纳米管对量子点电化学发光有增强作用。本文合成了水溶性CdTe量子点,并将其与碳纳米管和壳聚糖纳米复合材料混合修饰到导电玻璃(ITO)电极上,制备了性能稳定的电化学发光电极并将其应用到分析检测中。由于不同的研究工作对电化学发光仪器的要求不尽相同,所以至今电化学发光研究所用的仪器多由研究者自己自行设计、搭建,尤其是电化学发光池的设计与使用更是如此。本文设计了一种基于CdTe量子点纳米复合材料修饰ITO电化学发光电极的纳升级微型电化学发光检测池。其特征在于:检测池体积小、几无死体积;测试溶液输入流路正对工作电极、灵敏度高;ITO玻璃电极兼具发光池光窗的作用,正对PMT光窗,光信号采集效率高。将流动注射装置与该发光池联用,结合了电化学发光的高灵敏度和流动注射的实用性,单流路,简单高效,并以此为基础,优化了电化学发光脉冲电压、助反应剂叁乙胺(TEA)的浓度和流动注射流速等因素,研究了对电化学发光有猝灭作用的多巴胺的检测,检测限为3.6pM,质量检测限达1.08amol,是目前可检索文献中灵敏度最高的方法之一。第四部分,微型电化学发光检测池研制的终极目标就是使之与芯片电泳分离联用,以实现高效分离和高效检测的结合。本文对芯片电泳分离-电化学发光检测联用技术进行了初步研究。考察了电泳高压场对电化学发光过程的影响,工作电极和芯片电泳管道出口端的距离等因素,并在此联用装置上实现了对多巴胺的检测。初步研究结果为下一步研究指明了方向,包括:1、结合本研究中已经采用的聚苯乙烯纳米小球分离管道修饰技术以提高分离效率,改善溶质峰峰形并同时得到更高检测灵敏度;2、对分离管道尺寸和检测池的匹配进行优化,以充分发挥多巴胺等物质对CdTe量子点电化学发光的猝灭效率而提高检测灵敏度;3、针对芯片电泳进样量较小限制检测灵敏度这一重要因素,采用进样富集等技术进一步提高检测灵敏度。
赵丽敏[2]2013年在《基于微流控化学发光生物传感器检测有机磷及氨基甲酸酯类农药研究》文中认为有机磷和氨基甲酸酯类农药由于其药效高、低毒、易降解等优点被广泛应用与农业生产中。但是过多的农药残留不仅会引起严重的食品安全问题,影响人民身体健康,而且会很大程度上引起贸易壁垒。目前,气相色谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用等色谱技术检测农药残留具有灵敏、准确等优点,但这些方法仪器设备成本高、检测周期长、对操作人员要求高,无法进行市场和田间的现场快速检测。因此开发快速检测技术,将农药残留食品阻挡在餐桌之外,对于保障我国人民的食品安全具有十分重要的意义。本研究以壳聚糖微球固定化乙酰胆碱酯酶(AChE)为生物传感器的识别元件,以化学发光仪作为检测器,并以鲁米诺-铁氰化钾体系为化学发光体系,结合微流控芯片,通过流动注射分析法来检测有机磷及氨基甲酸酯类农药。研究内容和结果如下：1本研究使用反相悬浮法制备壳聚糖微球(CS-MS),以CS-MS为载体固定AChE。优化了壳聚糖微球的制备条件,结果发现水油体积比为1：4、转速为1100r/min、壳聚糖浓度为5%、分散剂Span-80为1.5mL,戊二醛交联体积为0.8mL时,制备的微球性能较好。在固定化AChE之前,先用2 mL0.4%戊二醛溶液对壳聚糖微球进行活化15min,确定最佳固定方法为：取0.500g经GA活化的壳聚糖微球,加入0.6U游离酶,在0.01mol/L,pH=8的磷酸缓冲溶液中缓慢震荡,4℃下固定20h。制得的固定化酶比游离酶具有更强的酸碱适应性和热稳定性,但酶经固定化之后,结合底物的能力下降。4℃冰箱放置两个月后,固定化酶活力下降18.19%。固定化酶有较好的重现性,平均偏差≤5.74%。2以高分子聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,采用铣刀刻蚀方法,制备微流控芯片。芯片由基片(100 mm×70 mm×4 mm)和盖片(100 mm×70 mm×4 mm)组成,基片通道宽0.8毫米,深1毫米,管路内径1.8毫米。研究发现,铣床刻蚀法制得的微通道表面平整、光滑；刻蚀完成后,基片和盖片用纯净水超声清洗10 min,取出干燥后,经二氯乙烷：无水乙醇(v/v,1：1)溶剂键合制成微流控芯片。采用溶剂键合法制得的芯片在1.5 m高度处自由下落,发现无开裂；基片和盖片之间的拉伸强度≥100 N/cm2,且向微通道里注入黑色墨水溶液,显微镜观察发现通道边沿无渗漏。溶剂键合法可以在室温下完成,操作简单、成本低、键合强度高。3组装用与检测有机磷和氨基甲酸酯类农药的微流控化学发光酶传感器。此传感器采用固定化乙酰胆碱酯酶为识别原件,以化学发光体系为信号转换器(鲁米诺-铁氰化钾体系),在微流控芯片上对敌敌畏、克百威农药进行了分析。测量过程中固定化酶的活性被抑制后,采用1 mmol/L 2-PAM溶液进行复活。本研究优化了传感器的参数：鲁米诺和铁氰化钾浓度、流速、底物(ATCh)浓度、底物与酶的接触时间、农药抑制时间和酶复活时间。在最佳条件下,进行敌敌畏和克百威的测定,当敌敌畏溶液的浓度为0.08～10.00μg/mL时,线性回归方程为Y=22.837X+33.945,相关系数为0.9943,检出限为0.053μg/mL。克百威溶液的浓度为0.08～15.00μg/mL时,线性回归方程为Y=20.801X+30.726,相关系数为0.9937,检出限为0.058 μg/mL。与气相对比,虽然该法检出限比气相方法高,但是该法具有样品前处理简单、检测时间短、检测线性范围宽等优点,且样品回收率和精密度与气相无显着差异,因此本法完全满足对果蔬中敌敌畏、克百威残留的分析。为了进一步验证传感器的实用性,特将传感器用于检测包菜中的农药残留,样品中敌敌畏和克百威添加回收率均在80.9%以上,平均偏差≤8%,其具有较高的回收率和较好的重现性,前处理简单。制作的酶反应器可以重复使用18次以上,有利于传感器的产品化。此外,对于传感器的检测机理也做了一定的探讨。
吕弋[3]2003年在《化学发光生物传感器芯片及发光体系的研究》文中认为本工作的主要内容是基于微流控技术的化学发光生物传感器芯片以及新型化学发光体系的研究，全文由二部分组成。 第一部分研究了基于微流控技术的化学发光生物传感器芯片及其在临床上重要的生化物质(尿酸，葡萄糖)的分析应用。本文所提出的生物传感器芯片的最大特点是首次用空气替代传统的溶液作为试样驱动介质。在用各种检测手段的流动注射分析或流通式传感器中，毫无例外都是用溶液作为载流进行驱动，并且尽可能避免在流路中出现气泡，而本文提出的以空气作为载流的方法有以下优点：在微量和超微量分析中，所用溶液的背景信号，即由于化学干扰而产生的背景信号将是控制方法灵敏度的重要因素，特别是在生物传感器芯片上尤为重要，通常用溶液作为载流，这一背景是不可能避免的，而用空气作载流完全避免了这一化学干扰，提高了信噪比；在用溶液作为载流时，在未经处理的微通道中比较粗糙的管壁上经常会出现微气泡，且很难消除，它们是造成测定重现性降低的重要原因之一，而利用空气作为载流就不存在这一问题；在流动注射分析中，用载流驱动试样溶液时，样品带与载流之间的扩散使得样品带在流路中不断展宽，而用空气作为载流，样品带在流动过程中，将一直保持同样的宽度，从而提高测定的灵敏度。该部分主要包括四章，第一章主要回顾了生物传感器以及生物传感器芯片的产生，发展趋势及其应用。现代生物传感器正向着微型化和芯片化方向发展。 第二章研究了基于微流控技术及微型反应器的化学发光尿酸生物传感器芯片的设计。该传感器芯片大小仅为25mm×75mm×6.5mm，在实验室中通过现代微加工技术制备。该芯片由微型反应器，微型酶反应器以及微型流路组成，反应试剂鲁米诺和辣根过氧化酶(HRP)通过经典的Sol-gel方法固定于微反应器中，而尿酸氧化酶也通过该方法固定于微型酶反应器中。该传感器芯片的最大特点是首次用空气替代传统的溶液作为系统的载流。尿酸样品在酶反应器中产生的过氧化氢流经微反应器时，产生化学发光，据此实现对尿酸的测定。所研制的生物传感器芯片对尿酸的线性响应范围为1.0～100mg.L~(-1)(ΔI=3.09C(mg.L~(-1))+2.1，r~2=0.9992)。检测限为0.1mg.L~(-1)(3σ)。对浓度为50mg.L~(-1)尿酸溶液平行测定7次所得相对标准偏差为 4二％。该传感器芯片保存于冰箱（4 OC）10天后无明显变化，且能连续重复使用200次而无明显变化（测定值RSD小于5％），该传感器芯片成功用于血清中尿酸含量的测定，结果令人满意。 第叁章研究了同样基于微流控技术以及微型反应器的化学发光葡萄糖传感器芯片。该芯片由发光试剂池，酶反应池，微反应混合器以及微型流路组成，发光试剂鲁米诺和铁氰化钾分别通阴离子交换树脂固定，然后按一定比例均匀混合于发光试剂储备池，葡萄糖氧化酶通过多孔玻璃（CPG）固定，并置于酶反应池中。尿酸样品经酶反应池产生的过氧化氢与从发光试剂中淋洗下来的鲁米诺和铁氰化钾在微反应混合器中反应并产生化学发光。所研制的传感器芯片对葡萄糖测定的线性范围为 1．1－110mmol．L’，其线性关系为Ahs刀gC（mmol．L‘）＋12．1仁’－0．9991，n－7），检坝卜为 0．Immol．L‘（3）。对 5．5 mmol．L’葡萄糖平行狈定 7次，其相对标准偏差为3．9％。该传感器芯片能重复使用200次而无明显变化（测定值RSD小于5％人 该传感器芯片成功用于血清中葡萄糖的测定，结果令人满意。 第四章中，研究了鲁米诺－铁氰化钾－EDTA－甲基多巴这一化学发光反应特点，结果表明鲁米诺－铁氰化钾－甲基多巴在碱性条件下能产生强烈的化学发光，该反应为快发光过程，当一定量的EDTA存在下，该发光转变成一慢发光过程。据此，将该发光体系应用于化学发光成像分析测定甲基多巴的研究中。在一定的实验条件下，发光强度与甲基多巴浓度成良好的线性关系。该工作为化学发光阵列芯片测定药物的研究奠定了良好的基础。 近年来，包括基因药物、生物药物及化学药物在内的各类新型药物的制备。合成和筛选己成为药物研究的重要内容，在我国加入WTO后，已显得更加迫切。现有的分析手段许多己不能满足要求，在未来10—15年内阵列芯片和微流控芯片将担当主要的作用，而以化学发光为基础的微阵列和微流控芯片，由于具有高灵敏度、检测器易于微型化和廉价的特点将成为发展的主要方向之一，本文第二部分中一共对六种能应用于流动注射化学发光药物分析芯片的几个发光体系进行了研究，为进一步的芯片制作打下了基础。这些药物包括多酚，硫酸铁布他林，甲基多巴，利巴威林，富马酸同替芬以及奥硝哗。前叁个药物是基于铁氰化钾－荧光染料（罗丹明B，罗丹明6G和二氯荧光素）化学发光体系进行测定的，而利巴威林，富马酸同替芬以及奥硝哇则分别利用的是鲁米诺．过硫酸钠，鲁米诺铁氰化钾体系测定。铁氰化钾－荧光染料化学发光体系属于首次报道，通过对该类体系的化学发光光谱的分析，发现该类体系的共同特点是，铁氰化钾氧化多酚类化合物，产生的能量转移给荧光染料，然后产生强烈发光。 第一章研究了铁?
张慧[4]2009年在《新型流动注射化学发光生物传感器的研制》文中指出本论文主要是将流动注射化学发光分析技术(FI-CL)与纳米材料相结合构筑生物传感器,提高传感器的灵敏度、选择性、分析速度和自动化程度,对不同的目标分析物进行了测定,为疾病的临床早期诊断提供了新的检测检验方法。本文着重进行了以下几方面的研究:1.研制了一种新型的化学发光双酶传感器,采用流动注射分析方法快速检测样品中胆固醇的含量。该传感器首先将金纳米粒子(GNPs)包覆在介孔SBA-15上制备金/SBA-15复合材料,然后用硅烷化试剂将金/SBA-15固定在预处理的玻璃微珠上,用于吸附固定胆固醇氧化酶(COD)和辣根过氧化物酶(HRP),构建基于介孔通道的双酶生物传感器,用于胆固醇的测定。胆固醇在COD的催化下生成H2O2,H2O2在HRP的催化作用下与鲁米诺发生反应,并产生化学发光信号。以介孔材料作为酶的固定载体,将介孔双酶催化反应通道引入流动注射化学发光反应中,增加了化学发光反应的接触面积,从而使发光效率大大提高。另外,介孔SBA-15与金纳米粒子的结合也使酶的固定效率大大提高,双酶传感器检测胆固醇的线性范围是1×10-6 ~ 1×10-3mol/L,检测限为5×10-7 mol/L(3σ)。将该方法用于人体血清样品中胆固醇的测定,结果准确可靠。2.研制了一种用于葡萄糖快速检测的流动注射化学发光双酶传感器。该传感器将掺杂金纳米粒子的壳聚糖膜包覆在硅烷化试剂预处理的玻璃微珠上,用于吸附固定葡萄糖氧化酶(GOD)和辣根过氧化物酶。葡萄糖在GOD的催化下发生氧化反应生成H2O2,生成的H2O2在HRP的催化作用下与鲁米诺发生反应,并产生化学发光信号。实验表明,壳聚糖中掺杂的GNPs不仅能够有效的吸附酶分子并保持其生物活性,还对Luminol-H2O2-HRP化学发光体系具有增敏作用。通过化学发光光谱和紫外光谱表征,详细研究了固定化GNPs增强Luminol-H2O2-HRP体系的化学发光机理。在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖检测的线性范围为0.01~6.0mmol/L,检测限为5.0μmol/L(3σ)。将该方法用于临床血清样品中葡萄糖含量的测定,获得了满意的结果。3.结合流动注射化学发光分析技术,发展了一种新型的同时检测两组分肿瘤标志物的免疫分析方法。该法以分别包被了甲胎蛋白单克隆抗体(AFP)和癌胚抗原单克隆抗体(CEA)的微孔板作为免疫反应器,基于夹心式的免疫反应方式,结合流动注射化学发光分析技术,设计了一种简便的、可实现两组分甚至多组分免疫分析物同时检测的新型可移动式免疫流通检测池。该免疫反应体系中以HRP作为酶标二抗的标记物,结合Luminol-H2O2-HRP化学发光体系实现对酶标记物的检测,通过控制移动式免疫流通检测池在检测窗口的位置来实现对两组分肿瘤标志物的同时免疫检测。在最佳检测条件下,得到AFP的线性范围为1.25~50ng/mL,检测限为1.06ng/mL(3σ);CEA的线性范围为1.25~40ng/mL,检测限为1.00ng/mL(3σ)。该免疫分析法已实现了两组分免疫分析物的同时检测,通过进一步优化实验方案,有望实现多组分免疫分析体系的自动化检测,使对肿瘤标志物的检测更加快速、简便。4.在酸性介质中,高锰酸钾能氧化穿心莲内酯发生化学发光反应,而甲醛的存在可使发光强度增强,在体系中加入表面活性剂十六烷基叁甲基溴化铵可以进一步增强该体系的化学发光强度。据此建立了一种流动注射化学发光测定穿心莲内酯的新方法。在优化的实验条件下,该方法对穿心莲内酯的检测线性范围为5.0×10-6~2.5×10-4g/mL,检出限为1.0×10-6g/mL,相对标准偏差为0.9%(n=12,c=1.0×10-5g/mL)。样品测量通量为150/小时。该法用于药物中穿心莲内酯含量的测定,结果令人满意。同时,结合荧光光谱和化学发光光谱表征技术,对高锰酸钾-甲醛-穿心莲内酯体系化学发光反应机理进行了进一步探讨。该方法的建立为穿心莲内酯的快速测定提供了一种简便、快速、高效的分析方法。
王晓朋, 曾梅, 万德慧, 唐晗, 赵彬媛[5]2014年在《化学发光生物传感器法测定食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留》文中研究表明目的构建一种用于检测食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留的高灵敏度生物传感器,建立一种用于测定食品中两类农药残留的新方法。方法以固定化乙酰胆碱酯酶(ACh E)为识别元件与底物碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)特异性反应,采用微流控芯片与化学发光仪作为检测元件,以鲁米诺与铁氰化钾作为化学发光体系,通过流动注射分析法来检测农药残留。结果当有机磷类农药辛硫磷、敌敌畏、乐果浓度范围分别在0.1~10、0.08~10、0.8~15μg/m L时,相关系数分别为0.9923、0.9903、0.9904,检出限分别为0.047、0.054、0.388μg/m L;当氨基甲酸酯类农药克百威、西维因、灭多威浓度分别在0.08~15、0.1~10、0.1~10μg/m L时,相关系数分别为0.9926、0.9972、0.9944,检出限分别为0.049、0.051、0.080μg/m L。传感器性能评价实验结果显示,在最佳条件下对辛硫磷、敌敌畏、乐果、克百威、西维因、灭多威分别测定6次,结果 RSD值均小于7%,精密度较好;以碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)为底物,连续通入鲁米诺与铁氰化钾化学发光体系6次,所得RSD值小于8%,稳定性较好;将实验制备的固定化Ach E储存于p H值为8.0的磷酸盐缓冲溶液中,每隔10 d测一次化学发光峰值,结果显示两个月内相对活力下降为23%,保存时间较长;将传感器用于测定包菜、苹果样品中的农残,添加回收率在90%~99%之间,显示精密度较好,可用于测定食品中的农药残留量。结论此生物传感器性能良好,适用于测定食品中的有机磷与氨基甲酸酯类农残。
佚名[6]2004年在《生命科学中的分析化学》文中进行了进一步梳理10-I-001 四种电化学分析仪器的研制汪尔康中国科学院长春应用化学研究所电分析化学目家重点实验室,长春,130022,ekwang@ciac.jl.cn 本报告介绍我们实验室以原有研究工作为基础,结合国家十五科技攻关课题,适应市场需要,研发的生化需氧量(BOD)快速监测仪、溶氧(DO)在线检测仪、毛细管电泳电化学发光检测仪(CE/ECL)、USB插头式超微型电化学研究系统(uECS)等四种电化学分析仪器。BOD、DO仪采用纳米、自组装等技术制作电化学探头,可实现对水体中的BOD、DO的快速、灵敏的检测,所得结果与使用传统的方法相一致,而所需时问报短,可以实时、在线监测;CE/ECL仪系结合了毛细管电泳的高分离能力和电化学发光的高灵敏度的特点开发出的整体仪器:uECS突破了原有电化学分析仪器的概念,结合了先进的USB2.0技术,整个系统体积小巧(如U盘),通过计算机的USB接口提供电源并进行高速数据传输,具有一般研究型电化学仪的各项功能,并且具有较强的可扩展性。
李保新[7]2002年在《化学发光分析新方法、新技术的研究》文中进行了进一步梳理自从1877年首次发现化学发光现象以来，人们对化学发光现象的认识和研究，已经历了一个极其漫长的发展过程。化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下，由化学反应或生物化学反应产生的一种光辐射。以此为基础的化学发光分析，由于可以进行发射光子计量，又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰，因而具有很高的灵敏度(检出限可达10~(-12)～10~(-21)mol)，很宽的线性范围(3～6个数量级)，同时仪器设备又很简单、廉价、易微型化，在二十世纪的最后十年发展非常迅速。化学发光分析法在无机物、有机痕量和超痕量分析领域内都得到了广泛应用。特别是近年来，化学发光分析法在多类复杂有机物质，如氨基酸、蛋白质、维生素、核酸、DNA、激素、生物碱及各类药物及毒物的检测，多种生物活性物质的分析，多种抗体和抗原的免疫分析，基因芯片、蛋白质芯片、受体芯片、酶芯片、微流控芯片研究中得到了广泛地应用，而且呈现出上升趋势。为生命科学、环境科学、材料科学的研究提供了许多新的、高灵敏度的、有效的分析手段，推动了这方面科学理论和高新技术的发展；同时，其他相关学科的研究成果也为化学发光分析法提供了许多新的技术和手段，出现了许多新的化学发光法，如纳米发光、发光成像、发光活体分析，大大促进了化学发光的发展及应用。目前，在化学发光分析研究中主要有两大方向：化学发光新体系的研究和新技术在经典化学发光体系中的应用研究。本论文的研究工作也就集中在两个方面。 本论文在全面总结和论述化学发光分析的原理、化学发光反应机理及分析应用、电化学发光分析法、化学发光免疫分析法、偶合化学发光分析法、化学发光分析法与液相色谱及毛细管电泳联用技术、化学发光传感器等方面国内外研究现状的基础上，提出并系统研究了几类新型的化学发光分析法，设计出了一系列新的高灵敏度、高选择性且稳定响应的流通式化学发光传感器，并把一 两南帅他人学博1：学位论义 化学发光分析新方江、新技术的叭穴些新的技术引入化学发光分析中，从而把化学发光分析法应用范田扩大到药理学研究中。其主要内容包括以下几个方面：一、电生试剂化学发光分析法的研究 充分利用电化学和流动注射分析技术，提出了电生不稳定试剂化学发光分析法的新思想。设计出一种新型的流通式电解池，并充分利用流动注射分析法的特点，采用恒电流电解技术，分别在阳极氧化低价稳定的＊、Br、Co’＼Mn’＼Ag＼Cu’”，从而在线定量地产生相应的、具有氧化性的不稳定试剂CIO。BrO、早Co’＼Mn’＼Ag’＼Cu’－，并使这些不稳定试剂在线与试液中的待测物质发生反应，产生化学发光。基于此原理，己成功地建立了测定异烟姘、哇宁、庆大霉．素、毗派酸、卡托普利、金霉素、铂离于、亚硫酸根等化学发光新方法。 在这类化学发光新方法中，不稳定氧化剂是山电化学反应在线产生的，从而消除了山其不稳定性所带来的不利影响，而且其浓度可用改变电解电流大小来加以调控。我们还发现在设计的电解池和反应池中进行化学发光反应时，电生试剂呈现出初生态的特点，具有很高的反应活性，能获得较强的化学发光强度。这是用其它方法制备的相同试剂所不具有的；另外，山于电生试剂的成分单一，试剂纯净，避兔了化学法制备试剂所引进杂质的干扰。另一方面，在这类化学发光新方法中，我们设计出了一种新型的流通式电化学发光池，其中把电解地与化学发光池彼此分离，设计在流路的不同位置。这样设计可以使电化学反应和化学发光反应在不同的区域发生，能够确保它们均在各自最佳条件下进行的，两者之间也不可能产生干扰；样品可以不进入电解池，不会对电极产生污染；化学发光信号在发光池中检测，不存在电极对光学信号所带末的十扰。 这类化学发光新方法的提出，大大地改善了原有0 化学发光体系和 BrO化学发光体系的分析性能，并使这些非常规氧化剂 CO’＼ Mfl’＼ Ag’＼ CLI’“首 凸次应用于化学发光分析中。这对研究化学发光反应提供了一种新思路，并拓宽了化学发光类型及应用范围。毛二、新型流通式化学发光生物传感器的研究 本论文改变传统光学传感器静态晌应模式，把流动注射分析技术引入传感器的设计中，克服以往定静态响应模式的缺点，建立动态响应模式，设计出流通式化学发光传感器，并且在传感器分于识别系统作了研究，完成了一系列性能优良流通式光学传感器。 一2一 的南帅他人学博卜学位论文 化学发光分析新方浊、新技术的研大 1、首次提出流通式化学发光组织传感器。组织传感器国内外都己经厂展了 研究工作。但是，目前在这类生物传感器中，换能器几乎全部是电流型的电化 学换能器。这类传感器中，一般通过物理的方法，把极其少量的生物材料固定 在电极上。山于生物材料的固定量极少，故其生物催化活性不会?
陈福南[8]2002年在《微流控化学发光生物传感器芯片的研究》文中研究指明本论文分为叁部分。每个部分都包括相关综述和研究报告。 第一部分先介绍了微全分析系统的概况以及微流控芯片近年的研究状况，包括芯片的微细加工新技术和检测系统研究进展。微流控芯片是以分析化学为基础，以微机电加工为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为主要应用对象，集成采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测于一微芯片上的分析测试系统。其特点是大大降低试剂及试样消耗量，提高分析速度，减少测试费用。经过十多年的研究，微流控芯片在加工制作技术、材料选择、检测技术等方面都取得了极大的进展，为普及分析测试技术、实现分析实验室的家庭化、个人化创造了条件。在这部分的研究报告里，本文首次报道了用空气作载流的微流控芯片——化学发光检测系统。在微量分析和超微量分析里，化学干扰产生的溶液背景是影响灵敏度的主要因素，尤其在微流控系统中，载流溶液的背景不可避免，用空气作载流就可以消除背景而获得高信噪比和高灵敏度。其次，微流控系统中用溶液作载流，很难消除因微通道内壁粗糙而产生的气泡，常常影响稳定性和重现性。空气作载流则可避免这一缺陷。最后，流动注射分析中载流溶液与样品的相互扩散会导致样品区变宽而降低灵敏度。用空气作载流就没有扩散，灵敏度极高。 很显然，微流控系统中用空气作载流的分析方法不适于分光检测、电化学检测以及荧光检测，但用化学发光检测时则显示出独特的优势。迄今为止，这种方法未见报道，将会成为提高微流控分析系统灵敏度的重要技术。 我们在25×75×5mm的透明玻璃上用打孔器制作了两个通道作为酶柱和化学发光试剂柱。用sol-gel技术固定辣根过氧化物酶(HRP)和鲁米诺在微反应器里，而把尿酸酶固定在酶反应器中。通过测量微反应器里产生的过氧化氢与在酶反应器里的鲁米诺在HRP存在时发生的化学发光反应信号对尿酸进行传感。选好的条件下，尿酸浓度响应的线性范围为1-100mg／L，回归方程式为I=3.09C(mg／L)+2.1(r~2=0.9992，n=6)，检出限为0.1mg／L(3σ)。50mg／L的尿酸的相对标准偏差为4.2％(n=7)。 对葡萄糖传感器芯片的研究也是在自制的芯片上进行。酶柱里装入固定 了葡萄糖氧化酶的多孔玻璃，化学发光试剂柱里装吸附了！uminol和铁氰化钾 的离于交换树脂。两通道之间刻蚀了一条微通道相接。样品注入酶柱，使酶催 化葡萄糖氧化，把洗脱液（Na少OoNaOH）注入固定化化学发光试剂柱，启 动泵，酶柱中产生的HZOZ与离子交换树脂柱洗脱的CL试剂相遇在微反应池 里充分混合，产生CL信号。葡萄糖的浓度由化学发光强度而定。我们研究了 固定化反应器中酶反应的条件、洗脱液的pH值、空气载流流速对芯片性能的 影响，在最佳条件下，测量葡萄糖浓度的响应线形范围为 1．ill omM，回归 方程为I－2．09C（mM）＋12二l（r‘－0．9991，n＝7），检狈限为0．lmM（3a），对5．smM的 葡萄糖溶液的相对标准偏差为3．9％…－7）。固定了鲁米诺和铁氰化钾的柱子可 重复使用200次以上，系统性能无明显改变。两个月内进行了200次测量。 第二部分综述了光学式化学发光生物传感器的研究进展。光学式传感器 是光谱法中最活跃和最重要的研究领域，是将具有分子识别作用和换能作用 的固定化试剂染料、酶、辅酶、生物受体、抗原。抗体、核核酸、DNA、动 植物组织或细胞、微生物等的敏感膜以某种方式固定，对样品中的待测物质 进行选择性的分子识别、再转换成各种光信息，如紫外、可见及红外光的吸 收和反射、荧光、磷光、化学发光和生物发光、拉曼散射、光声和表面等离 子体共振等信号输出。光学式化学传感器具有很高的传输信息容量，可以同 时反映出多元成分的多维信息，并通过波长、相位、衰减、偏振和强度调制、 时间分辨、搜集瞬时信息来加以分辨，真正实现多道光谱分析和复合传感器 阵列的设计，达到复杂混合物中特定分析对象的检测。光学式化学传感器还 具有很好的电绝缘性，检测安全，测定的信号更加稳定，抗电磁干扰性能强， 对恶劣环境的适应性好。由于光学式化学传感器具有诸多优点，其应用领域 也不断扩大，必将对新的传感技术的发展作出极大贡献。这一部分的研究报 告主要描述了一种新的固定化试剂流动注射－化学发光传感器测定扑热息痛的 方法。分析试剂鲁米诺和铁氰化物被静电吸附固定在离子交换树脂柱上。用 磷酸盐从柱上洗脱出的鲁米诺和铁氰化物反应发生的信号在扑热息痛的存在 下会减弱。该传感器在 5刀xlo’乙 l刀xlo”飞／ml范围内对扑热息痛的浓度响应 成线性。检测限为4．7xlo”gg／ml＊a卜该传感器可稳定使用200次，成功地用于 扑热息痛药片的测定。
辛鹏[9]2016年在《卟啉基电致发光芯片成像用于小鼠巨噬细胞呼吸代谢的评价》文中研究说明人类社会在环保、食品、医学等领域的需求日益增大,开发广通用性、高灵敏度以及易操作的分析方法和分析装置迫在眉睫,突飞猛进的电致化学发光(ECL)技术让人类看到了新的曙光。电致化学发光是电化学反应控制的化学发光,因此内在电激发赋予ECL高灵敏度和时空可调制性,同时又具备宽广的线性范围和操作简捷等优势。基于上述优势,商业化电致化学发光技术(ECL)已经初具规模。卟啉是一类具有优良光电性能的有机电致发光材料,在电致化学发光领域得到广泛应用。无论是将卟啉掺杂还是引入高分子链段,都可以通过从主体材料到卟啉的能量转移获得饱和红光。电化学发光成像技术更是快速崛起的电致化学发光领域中的佼佼者。与传统的电致化学发光仪不同,电化学发光成像技术采集的是电极表面光斑,因此非常适用于高通量阵列分析,实现样品可视化检测。本论文以ECL成像为检测方法,开展生物分析,将包括叁部分工作：卟啉微芯片水相电致化学发光成像机理的探究本工作中,我们发现不同于绝大多数有机基团在水相中过弱的ECL强度,在生理条件下,通过间四(4-羧基苯基)卟啉锌/四辛基溴化铵电化学反应激发强而稳定的634 nm红光。依据电子顺磁共振技术和ECL光谱,ECL本质得到彻底揭示：化学发光来自于连续还原ZnTCPP过程中产生的单线态氧.同时,具有良好成膜性的两亲性化合物TOAB,作为有效的电子屏障保证发光体的有序排列和良好的电极修饰。基于TOAB/ZnTCPP薄膜的发光成像用于细胞呼吸代谢的评价本工作构建一种基于TOAB/ZnTCPP的微芯片,通过TOAB/ZnTCPP独特的ECL性能以及过氧化氢的增强作用,实现可视化检测。过氧化氢是动物细胞有氧呼吸和植物细胞光合作用的产物,对研究细胞有氧呼吸具有重要意义。其像素值的递增与过氧化氢浓度呈正比,因此开发了一个超灵敏、低检测下限的可视化检测方法。卟啉基金属有机框架化合物在ECL生物传感中的应用本工作中MOFs以硅烷化锌卟啉为单体,引入了ZnTCPP高效的电致化学发光性能,以及良好的生物相容性,同时达到了充分富集ZnTCPP的目的,具有规则均一、导电性能优良、发光效率高的优势。 MOFs独特的多孔结构使其具备良好的小分子吸附能力,在H202参与ECL过程的前提下,多孔结构增加了MOFs参与反应的有效面积,提高了发光效率。将MOFs用于制备发光成像芯片用于ECL发光成像检测将更加灵敏和高效。
钟华[10]2008年在《基于纳米粒子标记的化学发光DNA生物传感器的研究》文中进行了进一步梳理本论文的主要内容就是将流动注射化学发光分析技术、纳米技术与核酸分子杂交技术相结合,研制高灵敏度高选择性的新型化学发光DNA传感器,对特定DNA片段进行选择性地识别和测定,为许多疾病的临床早期诊断提供基础性研究。本文着重进行了叁种类型的DNA传感器的研制和性质研究:1.研究了一种新颖、灵敏的将luminol-H_2O_2-Cu~(2+)流动注射化学发光(FIA-CL)体系用于短序列DNA检测的生物传感器。工作原理如下:首先将目标DNA固定在玻碳电极(GCE)上,然后与标记了CuS纳米粒子的探针DNA杂交;用酸溶液将Cu~(2+)从杂交产物中溶出;最后,利用luminol-H_2O_2-Cu~(2+)体系对Cu~(2+)进行流动注射化学发光的检测,通过该体系的化学发光强度可以获知Cu~(2+)的浓度,从而实现对DNA的定量检测。为了增强DNA传感器的灵敏度,还利用阳极伏安溶出技术(ASV)进行了Cu~(2+)的预富集过程。在实验选定的最佳条件下,得到了目标DNA的线性范围为2.0×10~(-12)～1.0×10~(-10) mol/L,检测限为5.5×10~(-13) mol/L。另外,两碱基错配序列和完全非互补序列的杂交情况同样被检测。其中,两碱基错配序列显示有微弱的化学发光强度而完全非互补序列则无信号检出。这说明我们设计的DNA传感器具有良好的选择性。最后,对我们实验中所采用的luminol-H_2O_2-Cu~(2+)体系的化学发光机理进行了研究和探讨,并作出合理的理论推测。2.在前期工作的基础上,我们改进了实验方法,研究了另一种灵敏度更高的基于金纳米粒子信号放大的流动注射化学发光法检测DNA特定序列的生物传感器。首先,将巯基修饰的捕获DNA固定在金电极表面,之后分别与目标DNA和3'位标记CuS纳米粒子、5'位端基标记Au纳米粒子的信号DNA探针杂交,形成了“叁明治”式的DNA杂交复合物。杂交结果的监测是通过从杂交物上溶解下来并预富集后的Cu~(2+)参与luminol-H_2O_2-Cu~(2+)体系反应的化学发光强度来完成的。因为单个Au纳米粒子可负载很多修饰了CuS纳米粒子的信号DNA探针,所以将Au纳米粒子设计到该传感器中能够很大的增强其灵敏度。而利用阳极溶出伏安技术进行的Cu~(2+)的预富集过程进一步增强了传感器的灵敏度。结合以上两种因素,该DNA传感器可检测到fmol/L级的低浓度的目标DNA,并在两碱基错配DNA的测定上显示出良好的选择性。同时,对实验的最佳检测条件进行了选择,对DNA探针的微观性质进行了系统研究和探讨。在最佳条件下进行检测,在2.0×10~(-14)～2.0×10~(-12) mol/L范围,化学发光强度随目标DNA浓度的增加而增加,该法检测限可达到4.8×10~(-15) mol/L。3.在以上两种DNA传感器的研究基础上,我们结合最新的文献报道构建了一种新颖的、利用CuS纳米粒子修饰的鸟嘌呤(G-CuS NPs)探针检测单碱基错配DNA序列的流动注射化学发光法。与前两种不同的是这一新的传感器的研究目的不再局限于完全互补序列和非完全互补序列DNA的识别和检测,它的主要用途是DNA缺陷(DNA损伤)或DNA突变的检测。其原理是:首先将巯基修饰的捕获DNA固定在金电极表面,之后直接与单碱基错配目标DNA序列(碱基错配相当于模拟实际样品中的DNA缺陷或损伤、突变的情况)进行杂交并以与捕获DNA完全互补的DNA序列封闭活性点,最后,在DNA聚合酶的催化下,按照Watson-Crick碱基配对法则,硫化铜纳米粒子修饰的鸟嘌呤探针通过与目标DNA上的错配碱基的配对结合连接到dsDNA上。同样地,杂交结果的监测通过从杂交物上溶解下来并预富集后的Cu~(2+)参与luminol-CN--Cu~(2+)体系反应的化学发光强度来完成。为了增强DNA传感器的灵敏度,还利用阳极伏安溶出技术进行了Cu~(2+)的预富集过程。理论上如无缺陷或损伤及突变情况(捕获序列与目标序列完全杂交),则探针不能与双链结合无信号检出。在实验选定的最佳条件下,体系的化学发光强度随单碱基错配目标DNA的浓度的增大而增强,验证了该实验方案的可行性。
参考文献：
[1]. 芯片电泳分离—电化学发光检测联用研究[D]. 赵金金. 苏州大学. 2011
[2]. 基于微流控化学发光生物传感器检测有机磷及氨基甲酸酯类农药研究[D]. 赵丽敏. 华中农业大学. 2013
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[4]. 新型流动注射化学发光生物传感器的研制[D]. 张慧. 青岛科技大学. 2009
[5]. 化学发光生物传感器法测定食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留[J]. 王晓朋, 曾梅, 万德慧, 唐晗, 赵彬媛. 食品安全质量检测学报. 2014
[6]. 生命科学中的分析化学[C]. 佚名. 中国化学会第二十四届学术年会论文摘要集. 2004
[7]. 化学发光分析新方法、新技术的研究[D]. 李保新. 西南师范大学. 2002
[8]. 微流控化学发光生物传感器芯片的研究[D]. 陈福南. 西南师范大学. 2002
[9]. 卟啉基电致发光芯片成像用于小鼠巨噬细胞呼吸代谢的评价[D]. 辛鹏. 南京理工大学. 2016
[10]. 基于纳米粒子标记的化学发光DNA生物传感器的研究[D]. 钟华. 青岛科技大学. 2008
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