论文部分内容阅读
电化学发光（electrochemiluminescence）,简称ECL,是将电化学与化学发光有机结合的一种分析方法,指在体系中施加一定的电压,发生电化学反应时,会在电极表面产生一些电生物质,然后这些物质之间或与体系中某些组分之间,通过电子传递形成激发态,由激发态回到基态而产生的一种发光现象。电化学发光具有设备简单、背景信号低、分析速度快、灵敏度高以及电位可控性好等优点,吸引了大量科学研究者的目光。在过去的几十年,电化学发光技术发展迅速,已广泛应用于生物、医药、环境、食品、免疫等分析领域,但其构建的电化学发光传感器较差的选择性和抗干扰性是不可忽略的。因此,在本论文中,利用分子印迹技术（MIT）的高选择性和CdSeTe/ZnS量子点（QDs）和CeO2纳米材料电化学发光的高灵敏性,构建了三种不同的电化学发光传感器,分别利用多壁碳纳米管、金纳米粒子、还原氧化石墨烯以及氧化铈纳米棒纳米复合材料,通过不同途径实现电化学发光信号的放大、改善传感器的性能。本论文的主要工作如下:1、基于多壁碳纳米管、金纳米粒子、CdSeTe/ZnS QDs和分子印迹聚合物薄膜纳米材料,制备了一种新型环保的分子印迹-电化学发光生物传感器,并应用于对多巴胺的检测。将分子印迹的特异选择性和电化学发光较高的灵敏度有效结合起来,以提高该传感器的分析性能。分子印迹聚合物薄膜经乙醇和水的混合物洗脱后,留下可捕获目标检测物多巴胺的孔穴,随着溶液中多巴胺浓度的增加,一方面,分子印迹聚合物会重新吸附多巴胺,导致发光体CdSeTe/Zn S QDs和共反应剂K2S2O8的电子转移通道被堵塞,使CdSeTe/ZnS QDs的电化学发光信号减弱;另一方面,在电化学反应过程中,多巴胺或多巴胺的产物与激发态的量子点可能会发生电子的转移,会淬灭量子点的发光强度。另外,该传感器对多巴胺的检测表现出较高的灵敏度,检出限为3.3×10-15mol/L,有较高的选择性和稳定性,成功地应用于对人体血清中多巴胺的检测。2、首先制备了三种不同形貌的氧化铈,即:氧化铈立方体、氧化铈纳米棒和氧化铈纳米球,研究了它们的电化学发光性能,实验表明:氧化铈的电化学发光性能与其氧空位有关。随后,又制备了四种氧空位密度不同的氧化铈纳米棒,结果表明:氧空位密度较大时,会使它的比表面积增大,进而氧化铈的电化学发光强度增加。此外,基于一步还原法得到还原氧化石墨烯负载的金纳米粒子复合材料,通过在rGO@AuNPs/GCE电极上滴涂氧化铈,构建了一种氧化铈电化学发光传感器。利用理论计算的方法,发现氧化铈立方体与酪氨酸之间可能会发生电子的转移,使氧化铈的电化学发光强度降低。因此,该传感器可应用于对酪氨酸的定量检测,并表现出优异的传感性能。另外,氧化铈纳米材料具有的较强的电化学发光性能,有望应用于其他更多目标物的检测。3、在本章中,将邻苯二胺和2,4-二氯苯氧乙酸分别作为功能单体和模板分子,利用电化学聚合的方法制备了分子印迹聚合物纳米材料,构建了一种分子印迹-电化学发光生物传感器。由于氧化铈具有较好的催化性能,在CdSeTe/ZnS QDs-K2S2O8电化学发光体系中,促使S2O82-产生较多的SO4-·,从而使QDs的电化学发光信号增强。随后,分别用差分脉冲伏安法和电化学发光的方法对2,4-二氯苯氧乙酸进行检测,实验结果表明:利用电化学发光技术构建的传感器表现出较高的灵敏度、较宽的线性范围和较低的检测限,分析性能明显比差分脉冲伏安法的优越,因此氧化铈纳米材料有望在传感器的构建中替代贵金属,提高传感器的灵敏度。