巯基小分子稳定的金簇电化学发光及其分析应用

• 作 者: 唐瑶
• 出 处: 湖北大学
• 发表日期: 2021年05期
• 关键词: 金簇 电化学发光 焦磷酸酶 汞离子 多巴胺

金纳米团簇（Au NCs）由数个至上百个金原子组成,具有可调的发光性质、独特的电化学性质、良好的稳定性和生物相容性等。相比于其他的配体,巯基小分子作为配体的金簇,合成方法简单,条件温和,并且巯基小分子稳定的金簇,化学稳定性好,电化学活性高,更易于长期保存,因此备受研究人员的青睐。近年来,巯基小分子稳定的金簇在电化学、荧光和电化学发光（ECL）分析等方面具有广泛的应用。在这些应用中,金簇的ECL分析应用引起了越来越多的关注,已成为一个研究热点。相比与其它的分析方法,ECL分析具有响应速度快、灵敏度高、背景信号低、线性范围宽、检测限低和易操作性等优点。本文研究了巯基小分子稳定的金簇的ECL性质,并以巯基小分子稳定的金簇作为ECL的发光体,建立了金属离子及生物分子的ECL分析检测方法。本文的研究主要包括以下三个方面的内容:（1）N-乙酰-L-半胱氨酸稳定的金簇（NAC-Au NCs）的电化学发光及对焦磷酸酶（PPase）活性的分析应用本章用N-乙酰-L-半胱氨酸作为配体合成了金簇,以制备的金簇为发光物质,建立了灵敏的焦磷酸酶活性分析方法。N-乙酰-L-半胱氨酸稳定的金簇体系中加入Cu²⁺后,Cu²⁺与NAC-Au NCs的配体结合,导致NAC-Au NCs的ECL猝灭;无机焦磷酸盐（PPi）与Cu²⁺有更强的的亲和力,能从Cu²⁺-NAC-Au NCs的配位结构中夺取Cu²⁺,NAC-Au NCs的ECL恢复;体系中继续加入PPase后,由于PPase能水解PPi,释放出的Cu²⁺能再次猝灭金簇的ECL。基于上述配位和酶解作用,建立了用于PPase活性的ECL分析。由于PPase对PPi的催化具有高度的特异性和高效性,因此我们构建的传感器选择性较高,检测限较低,且可用于血清中PPase活性检测。（2）谷胱甘肽稳定的金簇（GSH-Au NCs）的电化学发光及其对Hg²⁺的检测为提高金簇的ECL分析应用性能,合成了GSH-Au NCs。相较于NAC稳定的Au NCs,GSH-Au NCs具有更好的分散性和电化学活性。研究了GSH-Au NCs的ECL性质,并将其成功地用于Hg²⁺的检测。由于Hg²⁺能与金簇的结合形成亲金属键,使得金簇的ECL强度降低,从而建立了灵敏检测Hg²⁺的ECL方法,检测范围为0.1μM-1 m M,检测限为18 n M。该方法具有良好的选择性和稳定性,可用于自来水中的Hg²⁺的分析检测。（3）银掺杂增强金簇的电化学发光及其在多巴胺超灵敏检测中的应用在上述工作的基础上,制备了银掺杂的GSH-Au NCs,形成的双金属簇（GSH-Ag/Au NCs）可以极大的提高其电化学发光效率。由于多巴胺（DA）可以被ECL反应过程中生成的中间体SO₄^·-氧化成邻苯醌类物质,从而与GSH-Ag/Au NCs的激发态发生能量转移,因此DA可以猝灭GSH-Ag/Au NCs的ECL。基于这一现象,建立了高灵敏分析DA的方法。DA对GSH-Ag/Au NCs的ECL信号猝灭非常明显,在浓度为10 n M到1 m M之间呈现出良好的线性,同时该传感器检测限可以达到2.3 n M。该方法可用于血清中DA检测,具有一定的实用价值。