雙極電極電化學(xué)發(fā)光生物傳感器的研究.pdf

1、直接在微導(dǎo)管或者兩端檢測池中施加一定的電壓，處于該電場中的導(dǎo)體和溶液界面之間即會產(chǎn)生電勢差，當(dāng)電勢差達(dá)到一定值時(shí)就會引發(fā)電活性物質(zhì)在導(dǎo)體兩端發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這樣能在兩端發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的導(dǎo)體我們稱之為雙極電極。近年來，將雙極電極與電化學(xué)發(fā)光技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于生命分析和環(huán)境監(jiān)測，已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。該方法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如靈敏度高、成本低廉、裝置簡單等。目前，雙極電極-電化學(xué)發(fā)光技術(shù)(BPE-ECL)已經(jīng)成功運(yùn)用于分子篩選、可視化陣

2、列化對細(xì)胞、DNA檢測等方面。研究微型的、便于攜帶的BPE-ECL分子識別平臺是今后研究重點(diǎn)，本文以雙極電極-電化學(xué)發(fā)光技術(shù)為基礎(chǔ)，通過合成、電沉積相關(guān)納米材料實(shí)現(xiàn)了ECL信號的增強(qiáng)，構(gòu)建了幾種不同的BPE-ECL檢測平臺，具體內(nèi)容如下:
　　(1)基于以ITO作為雙極電極的BPE-ECL檢測平臺檢測H2O2
　　實(shí)驗(yàn)以透光性好的ITO導(dǎo)電玻璃制備成雙極電極檢測平臺，但由于ITO在較高的驅(qū)動電壓下易損壞，影響ITO的導(dǎo)電性和

3、相應(yīng)的ECL發(fā)光強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)在ITO表面電沉積Au膜，Au膜的作用在于防止ITO的損壞并增強(qiáng)ITO的導(dǎo)電性，在雙極電極的陽極電沉積Pt NPs，催化檢測物H2O2，放大ECL信號。通過空氣等離子體處理ITO和PDMS檢測池，發(fā)生不可逆鍵合，構(gòu)建出BPE-ECL檢測平臺，創(chuàng)新地使用CdTe@ZnS油性量子點(diǎn)作為發(fā)光體，用于檢測H2O2，線性范圍為1.0×10-5-4.0×10-9M。最低檢測線為5.0×10-10M。
　　(2)基于以

4、鉛筆芯作為雙極電極的BPE-ECL紙基檢測平臺
　　以簡單易得的鉛筆芯作為雙極電極，結(jié)合紙基，構(gòu)建出了一種新型的BPE-ECL檢測平臺，這種檢測平臺具有成本低廉、可一次性操作、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光體系為傳統(tǒng)Ru(bpy)32+體系，實(shí)驗(yàn)分別研究了鉛筆芯的長度和直徑對ECL信號的影響，發(fā)現(xiàn)長度和直徑越大的鉛筆芯的ECL強(qiáng)度越大，其原因可由雙極電極的機(jī)理公式和電極面積解釋。為了擴(kuò)大制備的這種檢測平臺在生物分析上的應(yīng)用，類似的，我們在鉛

5、筆芯的陰極端電沉積了Pt NPs，發(fā)現(xiàn)BPE-ECL檢測平臺對H2O2有著很好的響應(yīng)，成功的對與細(xì)胞和酶代謝密切相關(guān)的H2O2進(jìn)行了檢測。
　　(3)基于開關(guān)控制的BPE-ECL檢測平臺同時(shí)檢測CEA
　　合成了Pd-Pt NPs，在不需要刻蝕的ITO檢測平臺上構(gòu)建出免疫三明治傳感器，制備成一個(gè)發(fā)光池和多個(gè)傳感檢測池的環(huán)形檢測平臺。開關(guān)的使用可以在外部控制反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)區(qū)域和反應(yīng)時(shí)間，每一個(gè)單獨(dú)的開關(guān)代表同一類或者不同的反應(yīng)