基于卟啉纳米复合结构在电致化学发光中应用的研究

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电致化学发光通过电化学方法在电极表面原位产生试剂在电极表面完成高能量的电子转移而生成激发态分子,不稳定的激发态分子以光辐射的方式放出能量回到基态。电致化学发光分析具有灵敏度高,仪器简单,线性范围宽的优点,是核酸分析,免疫分析等生物分析领域常用的一种主要检测手段。论文首先综述了生物传感器,电致化学发光,核酸及核酸适配体在分析化学领域的研究现状,从卟啉的纳米复合结构角度对ECL传感进行了研究,本文基于卟啉复合纳米结构构建及在电致化学发光上的应用开展了一系列工作。  基于卟啉/G-四链体纳米结构用于DNA传感界面研究  锌卟啉(Zinc(Ⅱ) proto-porphyrinⅨ,ZnPPⅨ)因为具有高度共轭的杂环结构而具备优良的光电效应及电子传输和分离能力,常用于光敏器件的研究和开发。本工作构建了一种ZnPPⅨ(Zinc(Ⅱ) proto-porphyrinⅨ)/G-四链体纳米结构,并用该纳米结构成功的标记了三种不同的经过设计的代表性DNA探针。基于ZnPPⅨ/G-四链体产生的ECL信号差异对三种探针的界面组装性能做出评估。发展了一种简易的通过信号强度直接评估DNA探针效果的方法,对于常见的三种探针ECL与传统表征方法AFM,阻抗,电化学等对比,发现多巯基探针在组装密度,空间自由度和信号强度上有明显的优势,从而证明了多巯基探针优于单巯基探针的设计理念。对于ZnPPⅨ/G-四链体的性质做了初步研究,研究了包括常用共反应剂,配位金属离子对于该结构ECL发光的影响。  基于介孔硅卟啉复合纳米结构的电致化学发光检测平台  介孔硅(meso-porous silicon,MSN)是一种新兴的纳米材料,其孔径均一而且窄,有着极大的比表面积和孔隙率并且生物相容性好,根据实验要求合成直径100nm左右的介孔硅,在介孔硅的孔内和孔外实现氨基化,通过酰胺反应固定信号分子Zn(Ⅱ)meso-Tetra(4-carboxyphenyl) Porphine(ZnTCPP),成为ZnTCPP的良好负载体。介孔硅极大的孔隙率增加了ECL信号分子的含量,克服了单纯的ZnTCPP在电极表面信号不强,易脱落的问题,增加了传感器的灵敏度,成功地构建介孔硅/ZnTCPP模拟酶,利用ZnTCPP/H2O2电致化学发光体系,成功构建了生物传感器,该传感器修饰方便,检测灵敏度高,其检测下限达到10-13M。
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