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电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)兼具电化学和化学发光的优点,具有背景信号低、选择性高、仪器简单、操作快速等特点。固态电化学发光传感器由于减少了昂贵发光试剂的消耗、分析成本低、污染少,近年来已成为分析工作者关注的焦点。但目前的电化学发光传感器存在使用寿命短,灵敏度不够高等问题。因此本论文通过使用性能优良的纳米材料,如β-环糊精-纳米钯复合物,还原氧化石墨烯-纳米金复合物等,构制高灵敏、低成本的固态电化学发光传感器;同时利用核酸适配体对目标物的高特异性识别、分子灯塔构型的转换特性,实现了凝血酶和汞离子的高效定量检测。具体研究内容包括:1.基于结构转换的ECL猝灭机制,构建了用于凝血酶检测的固态ECL适体传感器。首先在玻碳电极上固定单链DNA捕获探针(ss-DNA),ss-DNA探针的碱基序列由两部分组成:一部分序列能和联吡啶钌标记的DNA1(Ru-DNA1)序列互补形成DNA双链;另一部分序列能和二茂铁标记的核酸适配体(Fc-DNA2)互补。当检测体系中存在凝血酶时,由于适配体-凝血酶的高度特异性结合,导致二茂铁远离电极表面,二茂铁的猝灭作用降低,联吡啶钌的ECL信号回升。在优化的实验条件下,ECL强度与2.0×10-107.0×10-8 mol/L的凝血酶有良好的线性关系,检测限为3.0×10-11 mol/L(S/N=3)。2.使用联吡啶钌(Ru(bpy)32+)/β-环糊精-纳米钯(β-CY-PdNPs)/明胶(Gel)复合物和二茂铁标记的DNA探针(Fer-DNA)构建了固态ECL传感器用于Hg2+检测。该传感器包含ECL发光基底层和ECL强度开关两部分。将Ru(bpy)32+/β-CD-PdNPs/Gel复合物组装在GCE上构成ECL发光基底,产生稳定的ECL信号;Fer-DNA探针作为ECL信号开关,通过分子识别策略设计,利用β-CY与二茂铁的主客体相互作用与β-CY-PdNPs相连。检测体系中没有Hg2+时,Fer-DNA探针保持其原有结构并导致Ru(bpy)32+的ECL信号猝灭。当Hg2+存在时,特定的T-Hg2+-T相互作用引起Fer-DNA构象变化,Fer的猝灭作用降低,Ru(bpy)32+的ECL信号恢复。ECL传感器在3.0×10-126.0×10-7 g/mL范围内对Hg2+具有良好的线性响应,检测限为1.5×10-12 g/mL(S/N=3)。3.基于还原氧化石墨烯-纳米金(RGO-AuNPs)复合物对硫化镉量子点(CdS QDs)电化学发光信号的增强效应,构建了用于Hg2+检测的增强型ECL传感界面。在碱性环境下,通过对石墨烯氧化物(GO)和HAuCl4溶液进行热处理来制备还原氧化石墨烯-纳米金(RGO-AuNPs)复合物,制备的RGO-AuNPs复合材料分散在Gel中,制备RGO-AuNPs/Gel/GCE修饰电极。然后在1-吡啶酸N-羟基琥珀酰亚胺酯存在下将一端用氨基修饰的双链DNA固定在RGO-AuNPs/GCE表面上,双链DNA的另一端由生物素标记,通过生物素-亲和素的相互作用,将亲和素修饰的CdS QDs连接到双链DNA上。RGO-AuNPs纳米复合材料优异的电导率特性和双链DNA与T-Hg2+-T复合物之间的高电子传输效率,促进了高强度电子转移界面的产生,提高了生物传感器的灵敏度。在检测溶液中加入Hg2+后,增加的ECL信号与Hg2+浓度呈良好的相关性。该传感器对Hg2+的线性检测范围为5.0×10-131.0×10-9 mol/L,检测限为2.0×10-13 mol/L(S/N=3)。该ECL传感器用于湖水中的Hg2+检测,效果令人满意。