基于过氧化氢氧化的化学发光新方法研究及其应用

发布时间：2020-03-12 20:12

【摘要】：化学发光(chemiluminescence,CL)即是在没有任何外加光源或其他能量的作用下,反应体系中的某些物质(反应物、荧光物质或中间体等)吸收了化学反应放出的能量跃迁到不稳定的激发态,继而返回到基态的同时产生光发射的一种现象。近年来,化学发光分析法由于有许多出色的分析优点如低的检测限(检出限可达10-12-10-21 mol/L)、宽的线性范围、设备简单、操作方便、无散射光背景干扰等诸多优势,在分析化学中应用十分广泛,其应用范围涉及食品检验、生物化学、环境评估、疾病诊断等各个领域和范畴。近年来,活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)及其相关化合物的研究越来越被科学界重视,已经逐步发展成为一项专门的研究课题。因此,有关活性氧的报道和著作的数量呈现增长的趋势。在报道的各种活性氧当中,过氧化氢(H_2O_2)是被研究得最频繁和最深入的活性氧之一。H_2O_2是一种公认的绿色环保氧化剂,它相对无毒,直接分解成环境友好的副产物,其在CL分析中常常用作氧化剂氧化其他分子或试剂产生CL。然而CL分析突出的不足在于选择性差,不适用于分析复杂样品和同时检测多种待测物,从而局限了其应用范围。近年来,各种著作和文献报道了CL和分子印记、免疫分析、微流控芯片、毛细管电泳、高效液相色谱(HPLC)等技术联用的方法。这些技术的结合使用,在解决化学发光选择性差这一问题上取得了很大的效果,从而日益受到人们的重视。其中最常见的便是与液相色谱相结合。传统的化学发光不仅仅面临选择性差的问题,由于大多数反应的化学发光非常微弱使相关的研究受到局限而发展缓慢。近年来,各种纳米材料的合成和表征技术的完善,使其在化学发光领域中的研究和应用也越来越广泛和深入。纳米材料可以提高某些体系的CL强度来满足实际检测需要。其中,金纳米簇(Au NCs)具有易于合成、水溶性好、催化效率高等优点,有望在化学发光和其他领域发挥巨大作用。目前,基于H_2O_2氧化的CL体系在原有的作用机理、分析技术和应用领域等范畴有了长足的发展,例如与纳米科技和分离领域的结合,不仅拓宽了该体系的应用并对我们研究其他的CL体系具有重要的理论指导价值和意义。本论文主要分为两个部分:第一部分为综述,介绍了绿色氧化剂H_2O_2在CL领域的研究进展。第二部分为研究报告。包括如下三个部分:1鲁米诺-过氧化氢体系与高效液相色谱联用检测食用油中的PG利用在碱性条件下没食子酸丙酯(PG)对luminol-H_2O_2的CL体系的抑制效应,首次建立了一个基于luminol-H_2O_2化学发光体系和高效液相色谱联用的方法用于检测食用油中PG。据我们所知,没有文献报道用luminol-H_2O_2体系检测PG。在这项工作中,使高选择性的HPLC和高灵敏度的CL分析充分发挥各自的作用。实验中以甲醇和水(60:40)作为流动相经由C18色谱柱分离后进行柱后CL检测。在最佳的实验环境中,PG的线性范围为:9×10-6-1×10-4 mol/L,其检测限为2×10-7 mol/L。实验测定的相对标准偏差为3.2%(C=1×10-5 mol L-1,n=11),该方法已成功用于食用油中抗氧化剂PG含量的检测。2金纳米簇催化的亚硫酸氢钠过氧化氢化学发光体系及其分析应用参考以前的文献成功合成了牛血清白蛋白稳定的金纳米簇(BSA-Au NCs),发现BSA-Au NCs对NaHSO3-H_2O_2化学发光体系有显著的增强作用。制备的BSA-Au NCs首次应用于NaHSO3-H_2O_2化学发光体系。并且我们发现用胰蛋白酶与金簇作用之后,BSA-Au NCs增强的CL明显降低。基于此建立了一个BSA-Au NCs催化增敏的NaHSO3-H_2O_2化学发光体系的新方法用来定量胰蛋白酶的含量。我们进一步用紫外可见光谱,荧光光谱,自由基捕获剂实验讨论了其可能的机理,并将此方法成功地应用于检测尿样中的胰蛋白酶。3金纳米簇催化罗丹明6G-过氧化氢化学发光体系的研究BSA包裹的金纳米簇(BSA-Au NCs)由于其显著的光学性能而获得了极大的关注。我们成功合成了BSA-Au NCs,发现BSA-Au NCs对罗丹明6G-过氧化氢体系的CL有催化作用。详细考察了不同条件和因素如浓度、流速等对该体系CL信号的影响。并进一步用化学发光光谱、紫外可见光谱及自由基捕获剂实验讨论了其可能的机理。我们所做的一系列工作为该体系今后的发展和应用奠定了基础。
【图文】：

示意图,发光检测,DNA酶,示意图

西南大学硕士学位论文化 H2O2氧化 luminol 产生 CL。从而成功检测了目标该方法对 DNA 的检测限低至 1×10-9M 。实验中用 D蛋白质在 DNA 表面或者电极表面发生的非特异性吸酸标记中的碱基序列，，既能形成 DNA 酶的序列，又具的序列，这样的设计可以避免生物催化的偶联物的使用时间（图 1-1）。

供体,受体,机理,化学发光体系

O2化学发光体系的传感器用于检测除草剂二氯苯氧乙酸（2, 4-D）。加入纳米锐钛矿-荧光团时放大至 6 倍，在 2, 4-D 的存在下发光被限低至 0.33 n mol/L。该方法的建立促进了基于纳米材料的 CL 传感，Yeganeh-Faal[27]等研究了 N-[4-(二甲氨基) 苯亚甲基] 苯甲酰胺作酯 CL 体系的一个新的发光团的现象，基于蔗糖对该体系的抑制作用敏的测定蔗糖的方法。该方法的线性范围为 6.67×10-7- 1.20×10-5M10-8M。化草酸酯的 CL 反应也可作为能量供体存在于化学发光体系中。DCPO-H2O2-fluorescein 化学发光体系作为发光供体，分散的金纳米粒发光受体的一个化学发光能量共振转移 (CRET) 平台。由于三聚氰有效诱导 Au NPs 的聚集，使分散的 Au NPs 的吸收红移，而聚集的A和化学发光反应的吸收带由于不能重叠从而破坏 CRET 平台，化学恢复，基于此建立了一个测定牛奶中三聚氰胺含量的方法，检测限ol/L (图 1-2)。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

【参考文献】