论文部分内容阅读
本论文着重探索了化学发光(CL)新体系在传感应用方面的研究。探究了鲁米诺和光泽精发光体系中新的共反应物，并设计了新的TiO2纳米管自组装生长的无线双极电化学方法。从1928年起，大部分关于鲁米诺和光泽精化学发光体系的研究都是在过氧化氢(H2O2)和氧的存在下进行。然而，过氧化氢和溶解氧能与溶液中的过渡金属离子和金属化合物反应，使得大多数化学发光体系的稳定性和选择性差。因此，开发具有良好稳定性和选择性的新共反应物对扩大分析应用的范围是非常有必要的。 主要研究内容如下: 1.首次探索了羟胺-O-磺酸(HOSA)作为一种有效稳定的共反应物在鲁米诺化学发光中的应用。新设计的鲁米诺-HOSA体系的化学发光强度比传统鲁米诺-H2O2体系的化学发光强度高25倍左右。基于化学发光增强现象可以实现Co2+的高选择性和高灵敏度检测，检测限为0.13nM。同时能够高效检测鲁米诺(LOD=0.03nM)和HOSA(LOD=0.97μM)。此化学发光体系可以在化学和生物传感中具有广阔的前景。 2.首次应用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)作为一种高效稳定的化学发光共反应物。与传统鲁米诺-H2O2体系相比，鲁米诺-NHS体系的化学发光强度高出22倍左右，Co2+可以大幅提高体系的化学发光强度。这种新的化学发光体系实现了Co2+的高选择性和超灵敏检测，检测限为0.01nM，优于多种传统分析方法。同时实现了鲁米诺(LOD=7pM)和NHS(LOD=3.0μM)的高灵敏度检测。此方法也可以用于测定自来水和蓝色硅胶中的Co2+，均有较好的回收率。此化学发光体系对于发展其他灵敏的化学发光方法有一定启示。 3.一种常见的有机合成及生物化学应用中的试剂N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)被首次作为稳定且有效的共反应物。与N-羟基丁二酰亚胺相比，NHPI与鲁米诺反应更加迅速，因而在此体系中不需要使用预反应管。新的鲁米诺-NHPI体系与鲁米诺-N-羟基丁二酰亚胺和经典的鲁米诺-过氧化氢体系相比发光强度分别高出102倍和26倍。此体系成功实现鲁米诺与NHPI的灵敏检测，检出限分别为70pM和910nM。由于超氧化物歧化酶与尿酸的高淬灭效率，鲁米诺-NHPI体系可实现二者的灵敏检测，检出限分别为3ng/mL和10pM。基于Co2+的增强效应实现其灵敏检测，检出限为30pM。值得一提的是，与之前报道的检测尿酸的方法相比，此方法的灵敏度至少高出4个数量级。在检测人体尿样中的尿酸以及湖水中的Co2+时得到良好的回收率，范围为96.35-102.70％。此鲁米诺-NHPI体系在临床分析和环境检测等方面将有重要应用。 4.据报道，尿囊素作为一种监测人体氧化应激的生物标志物，被广泛应用在各种局部药物和化妆品中。目前，尿囊素的检测主要采用色谱技术，需要样品预提取、衍生化、复杂基质和昂贵的仪器等。在本文中，首次报道了尿囊素与光泽精的化学发光反应，并利用此现象对尿囊素进行检测。该体系的化学发光强度比传统光泽精-H2O2体系的化学发光强度高17倍左右。基于此发展了一种新的高灵敏度及高选择性的尿囊素检测方法，线性范围为0.1-3000μM，检测限(3σ/s)为0.03μM。该方法已经成功用于测定水稀释后滴眼剂和人尿样中的尿囊素，检测迅速。该方法简单、快速、灵敏度和选择性高、成本较低，在很多方面有潜在的应用。尿囊素有望用于构建新的化学发光体系并应用于传感中。 5.报道了一种新的制备有序二氧化钛纳米管的无线双极电化学方法。该方法使用薄层支持电解质用于二氧化钛纳米管的有序生长，电解质用量低，薄层有利于散热。在这种简单，快速和具有成本效益的方法中，通过调节氟化物含量、阳极氧化电压、阳极氧化时间和含水量等关键参数，成功地实现TiO2纳米管的内径和外径分别在25-64nm和42-85nm范围调整。而且该方法能够单次同时制备多个样品。