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电致化学发光(ElectrogeneratedChemiluminescence,ECL)是由电化学反应直接或间接引发的化学发光现象,是电化学和化学发光相结合的产物。单纯的ECL修饰电极在分析检测中有较高的灵敏度,但其选择性较差。分子印迹技术(MolecularImprintingTechnique,MIT),又称分子识别,是近年来出现的一种制备对目标分子具有特异选择性识别能力聚合物的技术。分子印迹膜兼有膜和分子印迹聚合物的优点,成为电化学传感器领域研究的热点,但传统方法制备的分子印迹膜,存在模板难洗脱、膜的厚度难控制、再生和可逆性差等缺点,限制了分子印迹膜在电化学传感器中的应用,因此寻找新的聚合方法来扩展分子印迹膜电化学传感器的应用具有重要的研究意义。
本论文在综述电化学发光分析检测的研究现状和分子印迹聚合膜在电化学传感器应用的基础上,建立了两种测定痕量环丙沙星(CPX)的方法,一是基于CPX抑制Ru(bpy)32+-DBAE的电化学发光行为建立的电化学发光分析法,二是采用电聚合方法构建了以环丙沙星为模板的分子印迹电流型传感器,对分子印迹膜进行了表征,并且用于实际样品的测定。此外,利用分子印迹聚合物对目标分子的特异识别与吸附捕获能力,将待测物质有选择性的从复杂体系中分离并检测,从根本上解决电化学传感器选择性较差的问题。
本文的主要工作和创新点如下:
1.研制了一套电化学发光分析系统。该系统结合电化学发光的高灵敏度和光纤传输的便捷性,利用计算机嵌入式设计技术,实现了数据实时在线采集、分析和显示等功能。基于氧化铟锡(ITO)导电玻璃和聚四氟乙烯等材料研制了两种电化学发光检测池,解决了现有的电化学发光检测池可适用性较差的问题。该系统的设计和功能可以满足常规电化学发光分析技术的需求,也为实验室以后开展此方面的工作提供了硬件和软件方面的支持。
2.建立了测定CPX的电化学发光分析法。该方法基于CPX对Ru(bpy)32+-DBAE电化学发光体系的抑制作用检测痕量CPX。实验结果表明,在最优条件下,CPX对Ru(bpy)32+-DBAE的ECL信号抑制程度与CPX浓度的对数值在5.0×10-7~1.0×10-9mol/L范围内成线性关系,检测限为4.6×10-10mol/L。用于实际样品检测,取得良好效果。
3.基于电化学聚合方法制备了一种新型的印迹电化学传感器,该传感器可以检测氟喹诺酮类抗生素,本论文中用于CPX的测定。该传感器以环丙沙星为模板分子、邻苯二胺和间苯二酚为功能单体,采用电聚合方法在ITO玻璃表面制备CPX分子印迹膜,以此作为工作电极进行CPX的电化学检测。采用循环伏安法对印迹电极进行了表征,研究了该印迹电极吸附CPX后的电化学行为,并使用方波伏安法进行分析检测。检测结果表明,在最优条件下,该传感器在复杂体系中有良好的选择性、较宽的线性范围(5.0×10-10~1.0×10-7mol/L)以及较低的检测限(2.1×10-10mol/L)。实验结果表明,该传感器对氟喹诺酮类抗生素具有良好的选择性,可以用于一类抗生素的分析测定。应用于实际样品的检测,取得了良好结果。
4.初步探索了一种新型的基于分子印迹技术的电化学发光传感器,即在纳米金-联吡啶钌复合物修饰电极表面电聚合分子印迹聚合物制备出分子印迹-电化学发光传感器。实验介绍了该复合型传感器的制作方法并测试了其电化学和电化学发光性能,该工作将分子印迹技术的强识别能力和电化学发光检测的高灵敏度结合起来,为建立更高效灵敏的检测方法奠定基础。