论文部分内容阅读
电化学发光免疫分析、电化学过氧化氢分析、电化学酶生物传感器和电化学溶出伏安分析是电化学分析的几个重要应用。针对这几个重要应用的需求，本论文一方面发展了Ru(bpy)32+电化学发光免疫分析的高效共反应物;另一方面，探索了不锈钢工作电极在电化学发光分析、电化学溶出伏安分析以及电化学分析的应用。不锈钢工作电极在检测重金属离子、H2O2、葡萄糖以及葡萄糖氧化酶等方面展现了良好的特性。因其稳定高、柔韧性好、价格低廉等优点，不锈钢工作电极具有广阔的应用前景。 具体主要成果如下: 1.共反应剂在电化学发光体系中占有重要地位。我们研究了N-(3氨丙基)乙二醇胺(APDEA)作为共反应剂对Ru(bpy)32+电化学发光的增强效果。与三丙胺(TPA)相比，APDEA结构中的伯胺与羟基加快了胺的氧化速率从而大幅度提高电化学发光强度。在金电极与铂电极上，Ru(bpy)32+/APDEA体系的发光强度比Ru(bpy)32+/TPA体系强10倍和36倍，比Ru(bpy)32+/正丁基二乙醇胺体系强1.6倍和1.14倍。在玻碳电极上Ru(bpy)32+/APDEA体系是Ru(bpy)32+/正丁基乙二醇胺体系发光强度的2.42倍。 2.我们首次将304不锈钢作为luminol-H2O2电化学发光的工作电极，用其检测H2O2线性范围为1-1000nM，检测限为0.456nM(S/N=3)。由于H2O2参与很多重要的酶促反应，此方法也可以用于检测酶活性与酶底物。用不锈钢电极检测葡萄糖与葡萄糖氧化酶活性的线性范围分别为0.1-1000μM和0.001-0.7U/mL，检测限为0.076μM和0.00087U/mL(S/N=3)。这种方法成功应用于蜂蜜中葡萄糖的检测。由于不锈钢表面优异的电化学性能以及低廉的价格，在电化学检测和可穿戴传感器等方面有潜在的应用价值。 3.方波阳极溶出伏安法(SWASV)是一种常用的、有效的检测金属离子的方法。我们首次将不锈钢电极应用于阳极溶出伏安法检测Cd2+、pb2+、Cu2+和Hg2+。金属离子在-1.0V电沉积300s后在不锈钢电极表面溶出，各离子的溶出峰界限清晰，互相干扰小，有利于实现多种离子的同时检测。此方法灵敏度高，重现性好。检测pb2+，Cu2+，Cd2+，Hg2+的线性范围分别为0.075-5μM、0.075-5μM、0.5-5μM和0.1-5μM。检测限分别为0.033μM、0.0073μM、0.23μM和0.028μM(S/N=3)。相对标准偏差分别为3.15％、2.56％、5.14％和2.47％(1μM，n=6)。此电极被成功应用到地下水样品中pb2+、Cu2+、Cd2+和Hg2+离子的检测。与汞电极相比，其灵敏度高，背景低，重现性好且电化学窗口宽，具有很高的应用前景。 4.在实际检测中，H2O2经常大量存在，因而实现其高浓度检测具有极大的意义。我们首次研究了过氧化氢在不锈钢电极表面的电化学行为并在-0.35V观察到阴极峰电流。用安培法测量H2O2其线性范围为0.05-733mM，检测限为0.02mM(S/N=3)，灵敏度16.7μAmM-1cm-2。与其它电极相比，不锈钢电极提高了H2O2浓度的检测上限且不受溶解氧干扰，在环境检测与工业检测上的具有重要意义。这种方法已成功应用于检测医用双氧水和湖水中的H2O2含量，展现出良好的重现性。