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电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence，ECL)是将电化学和化学发光结合起来的一种分析方法，是一种已经在多个研究领域得到广泛应用的分析技术。量子点因其独特的荧光特性和良好的生物相容性而广泛应用于生物标记和生物传感器中。同荧光分析相比，ECL分析法通过电化学控制，不需激发光源，背景小、灵敏度高、线性范围宽、重现性与选择性好，在生物分析和化学分析中具有自己独特的优势。因此，开发制备新型的、具有电致化学发光活性的高性能量子点并运用于生物传感分析，对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。 在本论文工作中，结合本实验室在量子点的ECL分析和生物传感器等方面的工作基础，开展了具有ECL活性的新型低毒或无毒量子点的合成及其ECL行为与分析应用研究。同时利用现有量子点，通过设计各种信号增强放大技术用于ECL免疫传感器，达到对蛋白的高灵敏检测目的，其内容如下: 1.石墨烯-量子点复合物的电致化学发光及免疫传感分析 利用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)修饰的石墨烯与巯基丙酸包覆的CdSe量子点之间的静电相互作用制备了新型的石墨烯-CdSe量子点复合物(P-GR-CdSe)。该复合物表现出了较高的ECL信号强度，良好的导电性，快速的响应能力和较好的稳定性。将该复合物修饰到电极上并利用层层组装技术构建了一种高性能的电致化学发光(ECL)免疫传感器，对人的免疫球蛋白(HIgG)进行了灵敏的检测。该传感器的线性范围在0.02-2000 pg mL-1，检测限为0.005 pg mL-1，并显示出具有较高的特异性，良好的重现性和稳定性，在蛋白的检测方面具有广阔的应用前景。 2.微波辅助合成双色石墨烯量子点及其电致化学发光研究 运用微波辐射，在酸性条件下切割氧化石墨烯(GO)成功制备量子产率高达11.7％的呈微弱黄绿色荧光的石墨烯量子点(gGQDs)。证明了切割和还原过程可以在微波辐射条件下一步完成且不需要添加任何还原剂。用NaBH4进一步还原gGQDs可以得到呈明亮的蓝色荧光的石墨烯量子点(bGQDs)，其量子产率高达22.9％。GQDs的荧光机理可归因为最低未占分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)之间的电子跃迁。我们还首次观测到石墨烯量子点的电致化学发光(ECL)行为，并研究了石墨烯量子点的ECL机理。基于Cd2+导致的石墨烯量子点ECL信号的猝灭效应，以半胱氨酸为掩蔽剂，设计了一个新型的检测Cd2+的ECL传感器，显示了GQDs在ECL生物传感器和成像研究中具有应用前景。 3.金纳米团簇的电致化学发光与多巴胺的检测 研究了BSA包覆的金纳米团簇(Au NCs)在水溶液中的电致化学发光(ECL)行为。通过对现有结果的探究，ECL的机理可以归结为由铟锡氧化物电极(ITO)的导带与Au NCs的最低未占分子轨道(LUMO)之间的电子传递。利用Au NCs的在水溶液中的ECL行为，发展了一种简单的无标记的多巴胺检测方法。由于Au NCs具有良好的水溶性，低毒性，易于标记和优良的稳定性等优点，Au NCs将在新型ECL生物探针方面具备有效的竞争力。 4.微波辅助合成可见-近红外CdSeTe/CdS/ZnS量子点及其免疫传感分析:基于电致化学发光共振能量转移测定癌症标志 通过对晶格错配度的精密控制，我们先在低温下制备了小粒径的CdSeTe纳米簇，然后利用微波辐射技术快速一步合成了荧光可达近红外的CdSeTe/CdS量子点(波长498～761 nm)，所得量子点具有较小的粒径和优良的光学性能。之后在CdSeTe/CdS量子点表面外延生长了ZnS壳层，所得CdSeTe/CdS/ZnS量子点光学性能进一步提高，且表现出良好的生物相容性，在细胞及生物成像中有着巨大的应用潜力。利用所得近红外CdSeTe/CdS/ZnS量子点，通过碳纳米管的高负载能力和共振能量转移技术双重信号放大策略，制备了灵敏测定癌症标志物癌胚抗原的ECL免疫传感器。该传感器具有较高的特异性，良好的重现性和稳定性，在蛋白的检测方面具有广阔的应用前景。