过渡金属纳米材料催化化学发光体系构建生物传感器
发布时间：2021-08-03 04:31
化学发光是化学反应过程中所产生的光辐射现象。化学发光分析具有不需要光源、灵敏度高、线性范围宽、分析速度快等优点,已成为传感领域中最有效的技术之一,并广泛应用于医学检验、环境检测、药物分析等领域。众所周知,由人体代谢活动产生的生物小分子、蛋白质、DNA和酶等的变化与体内的很多疾病息息相关。因此,针对这些生物活性分子构建高灵敏度、高选择性的传感平台具有重要意义。鲁米诺（luminol）因具有较高的量子产率和良好的水溶性而成为化学发光体系中研究最多且应用最广泛的化学发光试剂之一。然而luminol本身或与过氧化氢混合,产生的化学发光较微弱,极大地限制了其在化学发光分析检测中的应用,因此需要加入适当的催化剂以提高发光强度。近年来,随着纳米技术的飞速发展,纳米催化剂引起了越来越多的科研工作者的青睐。其中,金属纳米材料、金属氧化物纳米材料、半导体纳米材料和碳纳米材料等催化剂也越来越被广泛的应用到化学发光体系中。纳米催化剂的使用不仅极大地改进了发光分析法的灵敏度,同时也拓宽了该方法的应用研究,为化学发光分析领域的发展做出了卓越的贡献。然而,如何利用纳米材料催化剂构建更高灵敏度的化学发光体系以及如何进...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学发光反应原理示意图
西南大学硕士学位论文4及测量仪。测量辉光型的样品可以使用通用型仪器，也可以配全自动化仪器。化学发光法发展至今，已经有许多发光体系被开发应用，其中大多数属于闪光型。1.2.2.1鲁米诺及其衍生物在酰肼类化合物化学发光体系中，鲁米诺（5-氨基-2,3-二氢-1,4-邻苯二甲酸二酮）化学发光体系是最早使用的也是应用范围最广泛的[15]。鲁米诺早在1853年就被合成出来了，随后研究工作者们发现这种化合物有一个奇妙的特性，即在碱性条件下能被过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、铁氰化钾或活性氧等多种氧化剂直接氧化，从而发射出425nm波长的蓝光[16]。1902年Schmitz将鲁米诺用于血液分析，其量子产率介于1%–5%之间，发光机理如图所示。图1.2鲁米诺在碱性条件下发光机理示意图Huang课题组[17]利用壳聚糖功能化的CoFe2O4纳米颗粒的过氧化物模拟酶性质催化增强luminol–H2O2体系，用于血液中葡萄糖灵敏检测。最近，Li等人[18]提出铁基金属有机凝胶（Fe-MOGs）可以直接催化氧化luminol增强其化学发光，并基于此构建了多巴胺的生物传感器。关于鲁米诺的衍生物，Lv等人[19]合成了鲁米诺重氮盐（N2+–luminol），不需要加入催化剂就可以和H2O2直接反应发光。并对1O2有良好的选择性，成功地应用在活体中1O2的检测以及小鼠成像。Liu等人[20]以N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺（ABEI）作为发光试剂，以MOF-Pt为催化剂增强ABEI/Co2+/CS水凝胶的长效发光，构建了有机磷农药和D-AAs的检测阵列。其中MOF-Pt与Co2+的协同催化作用使CL强度提高了6倍，大大提高了其检测灵敏度。
绪论5图1.3N2+-luminol自催化发光显色，检测1O2以及小鼠成像示意图[19]1.2.2.2光泽精化学发光体系光泽精（N,N-二甲二叮呢硝酸盐）是吖啶酯类发光试剂，可用作化学发光标记物，具有广泛的分析应用前景。吖啶酯在碱性H2O2溶液中，分子受到过氧化氢离子进攻时，吖啶环上的取代基能与吖啶环上的C–9和H2O2形成不稳定的二氧乙烷，此二氧乙烷分解为CO2和电子激发态的N-甲基吖啶酮，吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物即能发光[21,22]。1935年，Gleu和Petsch[23]首次观察到它的CL性质。从那时起，许多研究者开始研究其CL反应的机理。光泽精是一种绿色的荧光物质，同样其在碱性介质中可被H2O2[24]等氧化剂氧化成N-甲基吖啶酮并发射出420–500nm的光，最大波长在440nm，量子产率一般在1%–2%之间。经研究，许多亲核试剂或者还原剂（抗坏血酸、肌酸酐、尿酸、葡糖醛酚等）都能与光泽精发生化学发光现象。例如，Xu课题组[25]发现还原剂二氧化硫脲可以和光泽精发生化学发光，发光强度是光泽精–H2O2体系的75倍。在2018年，Xu课题组[26]首次报道了核黄素–光泽精化学发光体系，并发现亲核试剂多巴胺可以显著增强其发光，基于此设计了选择性检测多巴胺的化学发光传感平台。
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学发光在生化分析中的应用研究进展[J]. 刘萌,王子月,张春阳. 分析化学. 2016(12)
本文编号：3318935
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学发光反应原理示意图
西南大学硕士学位论文4及测量仪。测量辉光型的样品可以使用通用型仪器，也可以配全自动化仪器。化学发光法发展至今，已经有许多发光体系被开发应用，其中大多数属于闪光型。1.2.2.1鲁米诺及其衍生物在酰肼类化合物化学发光体系中，鲁米诺（5-氨基-2,3-二氢-1,4-邻苯二甲酸二酮）化学发光体系是最早使用的也是应用范围最广泛的[15]。鲁米诺早在1853年就被合成出来了，随后研究工作者们发现这种化合物有一个奇妙的特性，即在碱性条件下能被过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、铁氰化钾或活性氧等多种氧化剂直接氧化，从而发射出425nm波长的蓝光[16]。1902年Schmitz将鲁米诺用于血液分析，其量子产率介于1%–5%之间，发光机理如图所示。图1.2鲁米诺在碱性条件下发光机理示意图Huang课题组[17]利用壳聚糖功能化的CoFe2O4纳米颗粒的过氧化物模拟酶性质催化增强luminol–H2O2体系，用于血液中葡萄糖灵敏检测。最近，Li等人[18]提出铁基金属有机凝胶（Fe-MOGs）可以直接催化氧化luminol增强其化学发光，并基于此构建了多巴胺的生物传感器。关于鲁米诺的衍生物，Lv等人[19]合成了鲁米诺重氮盐（N2+–luminol），不需要加入催化剂就可以和H2O2直接反应发光。并对1O2有良好的选择性，成功地应用在活体中1O2的检测以及小鼠成像。Liu等人[20]以N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺（ABEI）作为发光试剂，以MOF-Pt为催化剂增强ABEI/Co2+/CS水凝胶的长效发光，构建了有机磷农药和D-AAs的检测阵列。其中MOF-Pt与Co2+的协同催化作用使CL强度提高了6倍，大大提高了其检测灵敏度。
绪论5图1.3N2+-luminol自催化发光显色，检测1O2以及小鼠成像示意图[19]1.2.2.2光泽精化学发光体系光泽精（N,N-二甲二叮呢硝酸盐）是吖啶酯类发光试剂，可用作化学发光标记物，具有广泛的分析应用前景。吖啶酯在碱性H2O2溶液中，分子受到过氧化氢离子进攻时，吖啶环上的取代基能与吖啶环上的C–9和H2O2形成不稳定的二氧乙烷，此二氧乙烷分解为CO2和电子激发态的N-甲基吖啶酮，吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物即能发光[21,22]。1935年，Gleu和Petsch[23]首次观察到它的CL性质。从那时起，许多研究者开始研究其CL反应的机理。光泽精是一种绿色的荧光物质，同样其在碱性介质中可被H2O2[24]等氧化剂氧化成N-甲基吖啶酮并发射出420–500nm的光，最大波长在440nm，量子产率一般在1%–2%之间。经研究，许多亲核试剂或者还原剂（抗坏血酸、肌酸酐、尿酸、葡糖醛酚等）都能与光泽精发生化学发光现象。例如，Xu课题组[25]发现还原剂二氧化硫脲可以和光泽精发生化学发光，发光强度是光泽精–H2O2体系的75倍。在2018年，Xu课题组[26]首次报道了核黄素–光泽精化学发光体系，并发现亲核试剂多巴胺可以显著增强其发光，基于此设计了选择性检测多巴胺的化学发光传感平台。
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学发光在生化分析中的应用研究进展[J]. 刘萌,王子月,张春阳. 分析化学. 2016(12)
本文编号：3318935
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