娄方明[1]2017年在《基于鲁米诺及其功能化纳米材料的新型电化学发光传感器研究》文中研究说明电化学发光分析技术(Electrochemiluminescence,ECL)是在化学发光和电化学基础上发展起来的一种新的分析方法,它是通过电驱动促使某些物质发生电化学反应形成激发态并通过辐射光子返回基态,并对发光强度进行测量的一种分析方法。电化学发光分析技术兼具了化学发光和电化学技术的一些特点,比如灵敏度高、选择性好、背景信号低、线性范围宽,仪器设备简单、易操控。其中以鲁米诺为发光试剂的电化学发光传感器在生物分子的检测中表现出巨大的优越性,鲁米诺的电化学发光强度可以被过氧化氢(H_2O_2)强烈增敏,在生命体系中,多种代谢中间产物在相应氧化酶的催化下生成H_2O_2,据此建立起的基于酶-鲁米诺体系的电发光传感器可实现包括葡萄糖、乳酸、胆碱等在内的多种活性物质的灵敏检测。随着生命科学的快速发展,生物活性分子分析逐渐成为生物学家和分析家的的重要研究内容,成为揭开生命奥秘、监控生命体征、征服疾病的重要手段之一。因此,利用电化学发光开展对生物分子的定量分析已然成为研究的热点。但是,电化学生物传感器的蓬勃发展是近十年的时间,因此还具有巨大的上升空间。基于鲁米诺和酶构建的电化学发光生物传感器,其主要构建模式目前还比较简单,主要通过一些聚合膜对酶进行简单封装,电阻高,酶活性中心受阻,因而其灵敏度也有待进一步提高。同时,由于鲁米诺分子是加入到待测溶液中,也会对样品会产生一定的干扰和污染,对活体物质可能有毒害作用,操作也相对复杂,因此所构建的传感器在使用寿命、稳定性、长效性、灵敏度上均还有待提高。本研究即针对基于鲁米诺电致发光传感器的重要性及存在的问题,借助纳米科技的发展和应用,致力于改善和提高鲁米诺电发光传感器的性能,一方面开发高效的响应界面;另一方面以鲁米诺为前驱体合成鲁米诺功能化的电化学发光新材料,实现鲁米诺的固定化制备固相电化学发光电极,从而对生物活性分子可以快速、灵敏、无污染的检测。通过两方面的改进,为生物活性分子提供更有效的,充满前途的分析方法。其主要研究内容如下:(1)基于叁维响应界面的葡萄糖电化学发光传感器构建及用于葡萄糖的超灵敏检测。葡萄糖是重要的生物活性分子,在近几年中,采用ECL法构建葡萄糖生物传感器取得了一定进展,但是在传统的葡萄糖ECL传感器的构建当中,葡萄糖氧化酶(GOD)主要通过nafion、壳聚糖等聚合膜封装,电阻高,酶活性中心被封闭,因此灵敏度并不高。本工作将导电聚合物引入到葡萄糖ECL传感器的构建当中,通过电聚合聚苯胺,在玻碳电极表面形成一层疏松、多孔的叁维网状聚苯胺纳米线(PANi),然后制备带负电荷的16nm的纳米金颗粒,并通过静电作用吸附到表面富含氨基的聚苯胺纳米线上,然后通过酶与纳米金之间的静电吸附及共价键合作用将GOD自组装到纳米金,最终构建成叁维的GOD/Au NPs/PANi响应平台。由于该结构疏松多孔、导电性好、比表面积高,GOD负载量大,因此在以鲁米诺为发光试剂进行葡萄糖的ECL检测时,表现出超灵敏的响应,其线性范围为0.1-100μM,检测限0.05μM(S/N=3)。通过比较前人的工作,本实验所设计的电化学发光传感器具有更宽的线性范围和更低的检测限。在对血清样品中的葡萄糖进行检测时,也表现出良好的选择性、稳定性和灵敏度。(2)新型电化学发光材料鲁米诺还原纳米金/还原氧化石墨烯复合物的合成及用于细胞释放H_2O_2的检测。在传统的鲁米诺电化学发光传感器构建当中,鲁米诺作为发光试剂是加入到待测溶液中,模式虽然简单,但是鲁米诺会对样品、电极带来一定的污染和干扰,对活体待测物可能有毒害,同时也会增加操作步骤,增大误差。因此实现鲁米诺在电极上的固定,进行无试剂的检测,是该类传感器构建的重要发展目标。石墨烯具有众多非比寻常的物理、化学、光学性质,在本实验中,我们采用鲁米诺还原氯金酸的办法,在水热条件下制备出鲁米诺修饰的纳米金粒子,并在制备的过程中,以片状的还原氧化石墨烯为载体,一步合成出具有优秀电化学发光特性的鲁米诺还原纳米金/还原氧化石墨烯复合物(Lu-Au NPs/r GO),用以制备性能优良的固相电化学发光传感器。过氧化氢(H_2O_2)是细胞中重要的生物活性小分子之一,对其进行活细胞的实时检测具有非常重要的意义。我们进一步利用合成的新材料、二甲基硅氧烷以及氧化铟锡玻璃构建出即可用于直接培养细胞,又能够进行原位检测细胞释放H_2O_2的电化学发光传感器,实现了对人肝癌细胞Hep G2所释放的H_2O_2的定量检测。由于细胞与电极响应界面的直接接触以及电化学发光自身的高灵敏响应特性,该传感器对细胞释放H_2O_2的检测取得良好效果,而且发光试剂的固定也避免了鲁米诺分子在溶液中对细胞的影响。(3)爆米花状聚鲁米诺包裹纳米金复合物的可控合成及用于尿酸的固相电化学发光检测。虽然鲁米诺分子固定化前人做了一定的工作,包括本人合成高效的Lu-Au NPs/r GO材料,但是这些材料在长效性和稳定性上还有待提高,因为从本质上这些方法均是鲁米诺分子在纳米材料上的吸附,鲁米诺分子有限导致在使用几次后信号发生衰减。因此寻找发光更持久、稳定的鲁米诺纳米材料非常具有吸引力,聚鲁米诺是有效的选择之一。在本实验中,我们采用水热法,通过调节鲁米诺与氯金酸的反应比例,合成出聚鲁米诺包裹纳米金的核壳结构纳米复合材料(Au@Polyluminol),该复合物呈爆米花状,形状均一,分散度好,直径在200nm左右。由于聚鲁米诺聚合了大量的鲁米诺分子,因此比鲁米诺吸附的材料具有更稳定和持久的发光性能,而且由于纳米金增强电化学发光的作用,该材料对H_2O_2表现出高灵敏的ECL响应。我们将该材料与尿酸酶结合制备用于尿酸检测的固相电化学发光传感器,结果对尿酸检测表现出良好的线性范围、检测限、稳定性以及选择性。可以预见该复合物作为一种新的电化学发光材料在构建其他ECL传感器方面也将会发挥巨大作用。(4)红毛丹果状葡萄糖氧化酶/聚鲁米诺/纳米金复合物的合成及用于葡萄糖检测。在以聚鲁米诺包裹纳米金为电化学发光材料构建酶生物传感器的过程中,酶与材料之间的比例需要优化和调节,增加了传感器制备的过程,也加大了检测误差,如果能够制备出即含有活性酶,又具有电化学发光性能的双功能材料,那么将能够直接实现各种生物分子的检测,简化传感器制作步骤,增加检测的稳定性和重复性,具有非常大的应用价值。在本实验中,我们发现即使在常温下,只要有足够的时间,氯金酸也可缓慢氧化鲁米诺形成聚鲁米诺包裹的纳米金粒子。当加入适量的葡萄糖氧化酶后,不但没有阻止氧化的进行,反而在酶的调节下生成红毛丹果状、形状均一、分散度好、直径400nm左右的纳米绒球聚合物,经成分分析其组成为葡萄糖氧化酶/聚鲁米诺/纳米金(Au/PLUM/GOD)。由于在常温下合成,酶仍然保持其活性,基于该复合物构建的生物传感器后对葡萄糖表现出显着的电化学发光响应,并具有较好的灵敏度和很宽的线性范围,在葡萄糖检测上具有很大的利用价值。
周宇琼[2]2016年在《量子点—水滑石电化学发光复合材料的组装及其性能研究》文中指出电化学发光(ECL)是在电极表面由电子转移而引起的化学发光行为,是电化学技术与化学发光的结合。近年来,因其灵敏度高、可控性强、仪器简单、线性范围宽等优点被广泛应用于食品安全、药物分析、环境监测等领域。量子点作为一种新型的发光剂,由于其独特的光学、电化学以及电化学发光性质受到了广泛关注,但是溶液状态的量子点容易发生聚集,存在电化学发光信号弱、稳定性较差等问题。因此,如何将量子点固载化以增强其电化学发光性能,提高其稳定性和重复利用性,是近年来量子点电化学发光研究领域的重要问题。本论文以水滑石层状材料(layered double hydroxides,LDHs)为主体,利用层层组装技术分别构筑了LDHs纳米片／量子点以及鲁米诺单钠盐插层LDHs纳米粒子／量子点复合薄膜。研究了复合薄膜修饰电极的ECL性能及其传感行为。论文的主要研究内容和结果如下：1.基于层层组装法将LDHs纳米片与CdTe量子点进行复合,得到了(LDHs/CdTe)n多层超薄膜。该复合薄膜呈现平整、连续的表面形貌和较低的表面粗糙度,并具有超晶格有序结构。LDHs二维层状结构为CdTe量子点的组装提供了稳定的限域空间,显着提高了量子点阳极电化学发光体系的ECL性能,同时该薄膜电极具有很好的稳定性和重现性。基于薄膜的电化学发光性质,在20-80℃范围内实现了对温度的可逆重复响应,在基于电化学发光的温度传感器方面具有潜在的应用价值。另外,基于(LDHs/CdTe)n-NaSO3阳极电化学发光体系,实现了对亚硝酸盐的高灵敏检测。薄膜传感器具有宽的检测范围和较低的检测限(0.719 μM),且具有良好的选择性和可逆重复性。该无机-无机复合薄膜同时实现了对温度和亚硝酸盐的灵敏响应,对多功能电化学发光传感器的设计和构筑具有一定借鉴意义。2.通过插层组装与层层组装方法联用,将鲁米诺单钠盐(3-AMS)插入LDHs层间制备了3-AMS-CoAl LDHs复合材料；然后其与量子点进行交替组装形成薄膜材料。利用LDHs二维限域空间有效缩短了两者间的距离,构筑了以鲁米诺为供体、量子点为受体的电化学发光共振能量转移的固态体系。(3-AMS-LDHs/CdTe QDs)n薄膜在垂直于基底方向呈现出长程有序性。利用鲁米诺-量子点在薄膜内部的电化学发光共振能量转移性能,实现了对3-硝基甲苯(TNT)溶液的双峰比率检测,提高了检测的灵敏度和精确度。LDHs的二维限域效应为实现以量子点为受体的电化学发光共振能量转移体系的全固态化提供了可行性,为ECL共振能量体系的发展进行了有益的探索。
郭文英[3]2001年在《鲁米诺体系电化学发光的研究》文中进行了进一步梳理研制了一台微弱光信号检测仪并与脉冲信号发生仪、恒电位仪、电化学发光池等组合成一套电化学发光分析研究装置。在此基础上，系统研究了鲁米诺体系的电致化学发光行为，发现电学参数和溶液的酸碱性很大程度地影响电化学发光的产生、光强及连续性。确定了在碱性环境中的最佳电化学发光条件，发现在KOH—KCl（PH=12.5）介质中，于Pt电极上施加+1.3V（vs.Ag/AgCl）的正矩形脉冲，可得到鲁米诺的最佳发光信号。发光强度与鲁米诺的浓度在1.0×10~(-7)—1.0×10~(-5)mol/L范围内成线性关系。实现了在弱酸及中性环境中鲁米诺的电化学发光，并讨论了在磷酸缓冲溶液体系（PH=6.86）中过氧化氢对鲁米诺的电化学发光的增敏作用及酶催化体系中的电化学发光现象。
明亮[4]2015年在《双恒电位激发鲁米诺电化学发光体系研究》文中指出电化学发光分析法(ECL)由于其灵敏度高、仪器简单、响应迅速、可控性好、背景噪声低及线性范围宽等突出优点,近年来已成为一种强大而有前途的分析方法,目前广泛应用于免疫测定、痕量分析以及临床诊断等众多领域。电化学发光信号主要取决于施加电位的种类、幅度及周期等因素,目前鲁米诺的电化学发光的激发模式惯常采用循环伏安法(CV)或脉冲电位等。然而,这些激发模式或多或少存在着一些不足,影响了ECL灵敏度与稳定性的进一步提高。本课题组之前的研究工作已清楚地揭示了在鲁米诺电化学发光的增敏过程中,活性氧物质(ROSs)扮演着非常重要的角色。电致生成的ROSs之间通过Haber-Weiss反应产生活性最强的1O2,然后1O2把能量传递给鲁米诺的氧化中间体,从而增强其电化学发光。基于上述研究基础,本文建立了一种新型的双恒电位激发模式应用于鲁米诺ECL体系。与当前常用的激发模式相比,该体系可获得更强而稳定的电化学发光信号。接着,为了进一步拓宽其实际应用范围,我们设计构建了一种新型的用于流动注射分析(FIA)的微型双恒电位激发鲁米诺电化学发光流通池,此后又通过对两工作电极分别用二氧化钛纳米管(TiNTs)与铂黑(PB)进行双纳米材料功能化进一步提高其分析性能。主要创新研究成果如下:1.建立了一种新型双恒电位激发鲁米诺电化学发光体系。在该体系中,通过双恒电位仪对两个ITO玻璃工作电极分别施加不同的电解电位,一个工作电极在低电位作用下负责产生足够的ROSs,而另一个工作电极在高电位作用下生成充足的鲁米诺氧化中间体。与惯常采用的CV或脉冲电位等激发模式相比,在ECL反应进程中在工作电极附近会产生更多的ROSs与鲁米诺氧化中间体等活性物质,然后这些活性物质之间可实现能量转移,最终产生强而稳定的电化学发光信号。我们对该体系中双恒电位激发增敏鲁米诺电化学发光的机理也进行了深入的探讨。在优化实验条件的基础上,该ECL体系显示出优秀的灵敏度与稳定性等分析性能,展现出用于实际定量检测的巨大潜力。2.构建了一种新型流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置,其中最核心的部件是一个微型双恒电位激发鲁米诺电化学发光流通池。该流通池体积约为2μL,池厚为100?m,几乎无死体积。此外该新型流通池结构简单,方便组装,易于更换工作电极。四电极体系被紧凑安置在流通池中,一片ITO玻璃充当第一工作电极,铂网电极作为第二工作电极,通过双恒电位仪对两者分别施加工作电位,同样与其他激发模式相比可获得更强的连续稳定的ECL信号。在优化了诸如工作电位、工作电极间的间距以及流速等工作条件后,该装置体现出很好的灵敏度和稳定性,成功用于对H2O2与白藜芦醇的定量检测,对两者的检测限分别为7.4×10-11 mol L-1和8.8?10-8 mol L-1。以白藜芦醇为参照指标,该体系成功用于检测花生的总抗氧化能力。实验结果显示回收率在88.8%到109.1%之间,与标准磷钼兰法相比,两者结果偏差小于±4.8%,证明了该体系的实用可行性。3.构建了一个超灵敏的流动注射电化学发光分析系统。在前述新型ECL流通池的基础上,我们通过同时对两工作电极用TiNTs与PB纳米材料功能化,使其分析性能得到进一步的改进。在ECL池中,一个表面修饰了TiNTs的ITO玻璃片作为第一工作电极,而另一个PB修饰的铂片电极作为第二工作电极。两个不同的工作电位通过双恒电位仪分别施加至两工作电极上以激发产生强而稳定的电化学发光信号。体系对ECL信号增强的乘法效应说明在两工作电极之间存在着协同作用。在优化实验条件的基础上,该体系对H2O2、白藜芦醇以及人血清样品中的多巴胺(DA)显示出极其灵敏的响应。对叁种物质的检测限分别为6.6×10-11 mol L-1(H2O2)、2.2?10-8 mol L-1(白藜芦醇)以及3.0?10-8 mol L-1(DA)。测定血清样品中DA含量的回收率在97.3%至105.4%之间。实验结果表明该法是目前相关文献报道最为灵敏的检测方法之一。该体系中双纳米材料功能化使得ECL分析的检测能力得到了进一步的提高。
刘锋[5]2007年在《纳米结构界面上鲁米诺电化学发光的研究》文中研究表明本文研究了在碱性(pH=12.5)溶液体系中纳米ZnO对鲁米诺电化学发光的增敏作用及其增敏机理,推测是鲁米诺分子在纳米ZnO粒子表面的吸附作用所致。将纳米ZnO修饰于铂片电极表面制得的修饰电极也能对鲁米诺的电化学发光产生增敏作用,且发光信号较裸电极更稳定、信噪比更高。将纳米ZnO和鲁米诺同时修饰于铂片电极表面制成纳米ZnO修饰的电化学发光电极,该发光电极灵敏度高,稳定性好,信噪比高。实验发现,十二烷基苯磺酸钠(DBS)对该发光电极的电化学发光起增敏作用,电化学发光强度在0～1.12×10~(-3)mg/mL DBS的浓度范围内呈良好的线性关系。研究了纳米MnO_2的制备并讨论了表面活性剂对产品的影响。探讨了纳米MnO_2对鲁米诺电化学发光的增敏作用及其增敏机理,推测是由于纳米粒子对鲁米诺的吸附作用促进了鲁米诺的电化学氧化从而增强了鲁米诺的电化学发光效率。将纳米MnO_2修饰于铂片电极表面制得的修饰电极仍能对鲁米诺的电化学发光产生增敏作用,而且可以获得更稳定的发光信号和更高的信噪比。将纳米MnO_2和鲁米诺同时修饰于铂片电极表面制成纳米MnO_2修饰的电化学发光电极,该发光电极灵敏度和信噪比都有所提高。本文还研究了纳米TiO_2在溶液中对鲁米诺电化学发光的增敏作用及其增敏机理。将纳米TiO_2修饰于铂片电极或缠绕铂丝电极表面制得的修饰电极均能对鲁米诺的电化学发光产生增敏作用,且发光信号稳定、信噪比高。在此基础上,用溶胶-凝胶法将纳米TiO_2和鲁米诺同时修饰于铂片电极或缠绕铂丝电极表面制成纳米TiO_2修饰的鲁米诺电化学发光电极,实验表明,所制得的这两种发光电极灵敏度和信噪比都有所提高,但纳米TiO_2修饰的电化学发光铂片电极电化学发光性能大幅增强,已有效实现电化学发光物质鲁米诺的固定。
李菁菁[6]2008年在《ITO玻璃电极上鲁米诺电化学发光机理的研究》文中指出采用微乳液法、溶胶-凝胶法以及共沸蒸馏法合成了不同粒径的纳米In2O3并进行了透射电镜表征,考察了碱性条件下纳米In2O3对鲁米诺电化学发光的影响。实验结果表明,在碱性条件下,以ITO玻璃为工作电极,纳米In2O3在溶液体系中对鲁米诺的电化学发光有明显的增敏作用,并进一步研究了粒径大小与这种增敏作用的关系,采用紫外-可见和荧光光谱技术讨论了增敏的机理。研究了碱性溶液中氧化铟锡玻璃上活性氧的电化学发光行为。实验结果表明,以ITO玻璃为工作电极,在碱性溶液中观察到的电化学发光为活性氧系分子所发出的。给出了该体系电化学发光的可能机理:在外加脉冲电压下,ITO玻璃表面的氧化铟锡纳米粒子被激发至一定的能级,OH-、O2及H2O2分子在ITO玻璃电极表面发生氧化还原反应产生活性氧系分子,处于一定能级的纳米ITO粒子吸附活性氧系分子并将能量转移给活性氧系分子使其到达激发态,当返回基态时能量以光子的形式释放而发光。研究了碱性溶液中鲁米诺在ITO电极上的电化学发光机理。鲁米诺在ITO电极上的电化学发光能在较低的电位下发生主要是由于鲁米诺分子与纳米ITO粒子的相互作用,这主要是鲁米诺分子被吸附在纳米ITO粒子表面,近距离接触使得能量传递成为可能。在较低的电压下, ITO粒子被激发至一定的能级,当电极表面鲁米诺被氧化至中间态时,两者之间发生能量转移导致鲁米诺氧化中间态激发而发光。采用溶胶-凝胶法反应制得纳米SnO2并对其进行了透射电镜表征,得到的纳米SnO2平均粒径为10nm左右。将制得的纳米SnO2粒子加入碱性鲁米诺-O2化学发光体系,发现其化学发光强度明显增强,这种增敏作用与纳米SnO2的加入量以及体系中溶解氧的浓度有关系,基于此得出了纳米SnO2存在下溶解氧浓度与鲁米诺化学发光强度之间的线性关系,可用于溶解氧测定,检测下限可达0.3mg/L,该纳米增敏化学发光体系可望用于进一步提高基于鲁米诺化学发光测定方法的灵敏度,文中还应用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了这种增敏作用的机理。
徐晶晶[7]2016年在《单细胞中生物小分子的快速分析研究》文中研究表明细胞分析是分析化学、生物学和医学之间相互渗透而发展形成的跨学科前沿领域。随着现代生物学的发展,研究者发现培养基或者机体中的同种细胞存在多样性,或者说是异质性,因此传统在细胞群体上获得的“平均值”信息已经不能满足我们的需要。鉴于单细胞分析可以更加准确和全面地获得细胞生理状态和过程的重要信息,开展单细胞层面的高内涵研究势在必行。其中利用光学成像技术可以实现单细胞的高通量分析,并且还可以结合其他各种技术实现单细胞的全面、动态、可视的分析监测,已经成为当前单细胞分析领域的一个研究热点,越来越多的研究者致力于开发新的单细胞成像技术和新的用于成像的材料和探针。本论文就是围绕开发新型的、快速的单细胞光学分析技术和新型的光学探针及其细胞成像应用展开研究工作,实现了单细胞内生物小分子的快速分析检测。主要研究成果包括：1.基于电致化学发光成像对单细胞内葡萄糖的快速分析检测基于鲁米诺-H2O2体系的电致化学发光(Electrochemiluminescence,简称ECL)现象,结合我们课题组自己搭建的电致化学发光成像系统,首次实现了单细胞内生物小分子(葡萄糖)的成像分析检测。利用微加工技术制备细胞大小的ITO微孔阵列电极,在微孔电极上沉积金纳米颗粒(Au NPs)放大ECL信号,用以实现低浓度H2O2的可视化检测。经过条件优化后,ECL成像系统可以对浓度低至5μM的H2O2进行成像分析。在此基础上,利用Triton X-100破坏细胞膜,释放单个细胞内的葡萄糖到微孔中和微孔内的葡萄糖氧化酶反应生成H2O2。产生的H2O2与溶液中鲁米诺的衍生物(L012)反应,在施加的正电压下产生光信号。来自64个微孔/细胞的光信号在60s内由电感耦合装置(CCD)进行采集,从而通过成像实现了64个单细胞的平行快速分析。结果表明,在加入TritonX-100和葡萄糖氧化酶后,所有微孔中都能检测到更高强度的化学发光,这表明通过ECL成像可以成功检测单个细胞内葡萄糖。为了验证方法的可靠性,实验测试了含有更少胞内葡萄糖的“饥饿”细胞。较少的光强被检测到,证实了鲁米诺发光强度与细胞内葡萄糖的浓度有关。同时,来自同种细胞较大的光强差异,表明单个细胞中的葡萄糖浓度存在较大的偏差,从而首次揭示了细胞内葡萄糖的高度异质性。这种新发明的电化学发光测定方法将有可能被应用于对单细胞中更多的生物分子进行快速分析,以阐明细胞间的异质性。2.基于g-C3N4修饰微孔阵列电极增强电致化学发光对单细胞中胆固醇的全分析基于g-C3N4对鲁米诺-H202体系的电致化学发光(ECL)的增强作用,我们利用g-C3N4纳米片对微孔阵列电极进行修饰,得到对H202更高的检测灵敏度(500nM),实现了利用电致化学发光成像对单个细胞膜胆固醇和细胞内胆固醇的同时分析。为了实现单细胞中胆固醇的分析,首先在负载有单个细胞的微孔阵列引入能够产生H202的胆固醇氧化酶,用于膜胆固醇的发光分析;然后再用TritonX-100,胆固醇酯酶和胆固醇氧化酶处理,使得细胞内的胆固醇产生的H202可以进行发光检测。在这两个步骤中均观察到微孔中产生的发光光斑,证实了单个细胞的膜和细胞内胆固醇的共同检测。对细胞内酰基辅酶A／胆固醇酰基转移酶(ACAT)的抑制导致细胞内胆固醇储存减少(较少发光)和膜胆固醇增加(更多的发光)。发光强度与胆固醇量的相关性证实了我们的方法可以同时检测不同的细胞状态下细胞膜和细胞内胆固醇,有可能为单细胞胆固醇相关通路的研究方面提供更多的信息。3.基于aza-bodipy的近红外荧光探针双波长检测细胞内过氧化氢实现细胞内的过氧化氢在近红外区域的荧光成像检测对于实现活体荧光分析具有重要的意义,但目前探针的激发／发射波长多集中于可见区。我们基于aza-bodipy系列荧光探针荧光强度高,光稳定性好,发射带宽窄,发射波长在近红外范围的优势,以aza-bodipy作为母核,设计合成了硼酸官能团修饰的氮杂-硼二吡咯亚甲基染料(azaBDPBA),吸电子基团硼酸与H202发生反应形成富电子的苯酚基团,其发射波长会发生红移。由于细胞在近红外区域自身发射的荧光背景干扰小,而且azaBDPBA对H202有很好的选择性,不受细胞内其它活性氧的干扰,将制备的azaBDPBA负载进入细胞,通过荧光谱图上呈现的双波长荧光的变化指示生物过程中细胞内H202的改变。利用该荧光探针与H202反应前后得到的比例光谱,首次实现了对细胞内H2O2具有高选择性的近红外区域双波长荧光成像检测。
黄炳强[8]2002年在《中性体系鲁米诺电化学发光的研究》文中认为利用自制的电化学发光仪，系统地研究了中性体系中鲁米诺的电化学发光行为，并对溶解氧增敏鲁米诺电化学发光进行了探讨。发现电学参数和溶液的酸碱性很大程度上影响了电化学发光的产生、光强及连续性。确定了在中性体系中的最佳发光条件，发现在硼酸缓冲溶液(pH=7.09)中，Br浓度为0.3mol／L时，于经预处理的Pt电极上施加0→+0.75V(vs．Ag)的正矩形脉冲，可获得最佳发光信号。发光强度的叁次幂与鲁米诺的浓度在3.6×10~(-5)～2×10~(-8)mol／L内呈线性关系。检测限为8.0×10~(-9)mol／L。 同时，通过对玻碳电极的预处理，在0.15mol／L的KNO_3—中性硼酸缓冲溶液中，在一0.4V→0.9V(vs．Ag)的正矩形脉冲激励下，溶解氧显着增强鲁米诺的电化学发光，且具有良好的稳定性，线性范围为0～16mg／L，相对标准偏差为0.4％。并讨论了溶解氧增强鲁米诺ECL的可能机理及表面活性剂的影响。
周天翔[9]2009年在《纳米金属氧化物对鲁米诺电化学发光增敏作用的研究与应用》文中认为本文研究了纳米MnO_2的制备并讨论了表面活性剂对产品的影响。通过把纳米MnO_2添加到鲁米诺溶液(pH=12.5)中,以及用溶胶-凝胶法修饰在铂电极表面,寻找纳米MnO_2对鲁米诺电化学发光的最佳增敏含固量。在此基础上采用溶胶-凝胶法把纳米MnO_2和鲁米诺同时修饰于铂电极表面,制得纳米MnO_2修饰的ECL电极。合成了纳米TiO_2,通过把纳米TiO_2添加到鲁米诺溶液(pH=12.5)中,寻找纳米TiO_2对鲁米诺电化学发光的最佳增敏含固量。将纳米TiO_2修饰在铂电极表面,其增敏效果更加明显,可以获得更稳定的发光信号和更高的信噪比。在此基础上将纳米TiO_2和鲁米诺同时固定于铂电极表面,制得纳米TiO_2修饰的ECL电极。实验结果表明,在相同条件下,该电极的电化学发光强度和电化学发光性能比鲁米诺ECL电极以及纳米MnO_2修饰的ECL电极都要优异。实验发现,纳米TiO_2修饰的ECL电极的发光强度与过氧化氢在一定浓度范围内成线性关系,可用于过氧化氢浓度的测定,检测下限可达1×10-8mol/L。以葡萄为应用对象,该检测体系可用于综合评估其抗氧化能力,以每克水果消耗过氧化氢毫克数mgH_2O_2/g为单位,葡萄肉汁为1.57,葡萄籽为4.72,即葡萄籽的抗氧化能力要显着强于葡萄肉。进一步通过紫外-可见吸收光谱法及用滤光片测定鲁米诺和活性氧的电化学发光光谱探讨了纳米TiO_2增敏鲁米诺电化学发光的机理。研究结果表明,原因有两点:一、鲁米诺分子被吸附在纳米TiO_2表面,近距离接触使得能量传递成为可能。二、在外加电压的情况下,纳米TiO_2催化产生活性氧,活性氧将能量传递给鲁米诺,从而增强了鲁米诺电化学发光强度。在成功制得电化学发光电极的基础上,本文研究开发了一套流动注射电化学发光检测器。
周镇宇[10]2015年在《基于电化学发光成像技术的化学传感器研究》文中认为随着人们对食品安全、环境保护和临床诊断等领域的日益关注,发展灵敏度高、通用性广以及操作便捷的分析方法和分析装置显得尤为迫切,电化学发光(ECL)技术的迅猛发展为此提供了良好的契机。电化学发光是由电化学反应控制的化学发光,因此它既具备化学发光分析灵敏度高、线性范围宽的优势,又具备电化学反应时空可控、操作简便等特点。此外与高效液相色谱(HPLC)及毛细管电泳(CE)等分离技术的联用,还能弥补电化学发光自身选择性差的缺陷,进一步扩展了该方法的研究和应用范围。电化学发光成像是近年来电化学发光领域快速崛起的一种新技术。有别于传统的强度信号(通过光电二极管或倍增管(PMT)采集),电化学发光成像技术获得的是电极表面发光的图像信号,因此非常适用于高通量阵列分析、电极表面结构的快速表征以及多组分同时检测。本论文以电化学发光成像为检测手段,开展了生物传感阵列分析,以及研究了电极表面有序二氧化硅纳米孔道薄膜对发光的增强效应。论文共分为四章：第一章简要介绍了电化学发光成像技术的发展及优势；主要阐述了Ru(bpy)32+/TPrA和鲁米诺／过氧化氢电化学发光体系的反应机理；总结了电化学发光成像技术在电极表面活性表征、新发光体系研究以及分析化学等领域的应用。第二章构建了一种可用于葡萄糖、胆碱和乳酸检测的电化学发光生物传感阵列芯片。该阵列传感器由一片刻有“轮子”型图案的氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底和六块聚二甲基硅氧烷(PDMS)盖片构成,并且芯片的工作电极表面修饰有氧化酶/碳纳米管/壳聚糖复合物膜。测定前,将含鲁米诺的不同浓度待测样品依次滴入六个微液池内。在施加合适的驱动电压后,鲁米诺与酶促生成的过氧化氢的电化学发光反应就会被触发。产生的发光信号由阵列传感芯片上方的电荷耦合装置(CCD)捕获。实验结果表明,在一定范围内,葡萄糖、胆碱和乳酸叁种底物的浓度与对应光强之间均有较好的线性关系,所得最低检出限依次为0.014mM,0.097mM以及0.040mM。另外,通过将叁种氧化酶固定在ITO玻璃基底的不同工作电极上,该阵列传感芯片还可实现混合样品中多组分的同时测定。所设计的生物传感阵列芯片具有工作电压低、分析速度快、样品用量少等优势。第叁章研究了二氧化硅纳米孔道修饰的ITO电极对Ru(bpy)32+/TPrA体系的电化学发光增强效应。采用Stober溶液生长法制备的二氧化硅纳米孔道阵列高度有序,且孔道垂直于ITO基底表面。由于尺寸效应(孔径为2-3nm)和电荷效应(当pH>4时,孔道壁带负电荷),二氧化硅纳米孔道能显着地加快Ru(bpy)32+的传质过程,从而实现发光信号的大幅增强。例如以TPrA为共反应剂时,相比于空白ITO电极,修饰有二氧化硅纳米孔道的ITO电极可使电化学发光强度提高107倍。基于该信号放大效应,少量Ru(bpy)32+(9μM)即可实现胺基类共反应剂的灵敏检测。此外,结合PMT和CCD检测装置分别进行发光现象强度和图像两种方式的采集。实验结果表明,发光信号(强度值或者是图像灰度值)与每种共反应剂在特定浓度范围内有着良好的线性关系,所得检测限均可达到纳摩尔级。有序二氧化硅纳米孔道修饰电极的制备简单、价格低廉,不仅可以极大地增强电化学发光强度、增加分析灵敏度,同时还能够减少发光试剂的消耗、降低检测成本,一举两得。最后论文对研究工作进行了总结,同时也尝试对电化学发光成像技术的发展趋势进行了简要展望。
参考文献：
[1]. 基于鲁米诺及其功能化纳米材料的新型电化学发光传感器研究[D]. 娄方明. 西南大学. 2017
[2]. 量子点—水滑石电化学发光复合材料的组装及其性能研究[D]. 周宇琼. 北京化工大学. 2016
[3]. 鲁米诺体系电化学发光的研究[D]. 郭文英. 苏州大学. 2001
[4]. 双恒电位激发鲁米诺电化学发光体系研究[D]. 明亮. 苏州大学. 2015
[5]. 纳米结构界面上鲁米诺电化学发光的研究[D]. 刘锋. 苏州大学. 2007
[6]. ITO玻璃电极上鲁米诺电化学发光机理的研究[D]. 李菁菁. 苏州大学. 2008
[7]. 单细胞中生物小分子的快速分析研究[D]. 徐晶晶. 南京大学. 2016
[8]. 中性体系鲁米诺电化学发光的研究[D]. 黄炳强. 苏州大学. 2002
[9]. 纳米金属氧化物对鲁米诺电化学发光增敏作用的研究与应用[D]. 周天翔. 苏州大学. 2009
[10]. 基于电化学发光成像技术的化学传感器研究[D]. 周镇宇. 浙江大学. 2015
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