電化學(xué)阻抗免疫傳感界面構(gòu)建及其應(yīng)用于多環(huán)芳烴的檢測研究.pdf

1、多環(huán)芳烴是一類具有致癌、致畸、致突變性的持久性有機污染物。1-芘丁酸是PAHs的衍生物，對人體和動植物均有毒性作用。因此，對PAHs及衍生物的快速檢測具有重要意義。電化學(xué)免疫傳感器作為一種有效的微量和痕量分析手段，具有靈敏度高、分析速度快、選擇性強、儀器簡單等優(yōu)點，近年來被人們所廣泛關(guān)注。文獻調(diào)研表明，利用電化學(xué)阻抗免疫傳感器來監(jiān)測環(huán)境中的多環(huán)芳烴及其衍生物的研究較少，對小分子物質(zhì)PAHs的電化學(xué)免疫分析有待進一步探索。
　　

2、本文以1-芘丁酸為檢測對象，采用不同的固定化技術(shù)將多環(huán)芳烴抗體有效固定在電極表面，構(gòu)建靈敏和特異性的傳感界面。以修飾的傳感界面為敏感元件，根據(jù)循環(huán)伏安、交流阻抗等電化學(xué)方法表征免疫傳感器的構(gòu)建過程，通過電化學(xué)交流阻抗譜測定抗原抗體反應(yīng)后傳感器界面電子轉(zhuǎn)移阻抗的變化來實現(xiàn)1-芘丁酸的定量分析，并據(jù)此探索了利用電化學(xué)阻抗免疫傳感器進行多環(huán)芳烴快速檢測的新方法。
　　 采用電沉積納米金膜物理吸附的固定化技術(shù)，將多環(huán)芳烴抗體固定在玻碳電

3、極表面，應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜及循環(huán)伏安法測定修飾電極在電解液中的電化學(xué)行為。實驗結(jié)果顯示，隨著樣品1-芘丁酸濃度的增加，結(jié)合到納米金修飾電極表面的抗原-抗體復(fù)合物也增加，使得氧化還原對在電極表面電子轉(zhuǎn)移阻力變大，導(dǎo)致電極表面電子轉(zhuǎn)移阻抗隨之增加，這表明阻抗譜可以用于1-芘丁酸的定性檢測分析。實驗初步建立了電化學(xué)阻抗譜和免疫傳感器聯(lián)用的多環(huán)芳烴檢測方法。
　　 采用Nafion膜和金納米粒子(nano-Au/Nafion)復(fù)合物作為電

4、極材料，構(gòu)建操作簡單、高度靈敏、無標(biāo)記型電化學(xué)阻抗免疫傳感器，應(yīng)用于1-芘丁酸的檢測。在優(yōu)化實驗條件下，由于Nafion膜和金納米粒子的協(xié)同作用和良好生物兼容性，電極表面的anti-PAHs抗體量極大提高。研究結(jié)果表明，nano-Au/Nafion復(fù)合電極對1-芘丁酸檢測的靈敏度和穩(wěn)定性比單一金納米電極的性能更優(yōu)異。nano-Au/Nafion免疫傳感器的電子轉(zhuǎn)移阻抗與1-芘丁酸的濃度對數(shù)成一定的線性關(guān)系，線性范圍為0.1～150 ng

5、·mL-1，檢測限為0.03 ng·mL-1。對電化學(xué)阻抗免疫傳感器的選擇性和準確性進行評價，均取得滿意的結(jié)果。
　　 利用巰基物質(zhì)在金表面的自組裝特性，在金電極表面形成穩(wěn)定、有序、尾基為羧基的巰基乙酸(MAA)單分子層自組裝膜，再利用偶聯(lián)劑1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基丁二酰亞胺(NHs)的活化作用形成活性酯中間體，anti-PAHs抗體與單分子層中的活性酯反應(yīng)形成穩(wěn)定的酰胺鍵，從而實現(xiàn)抗體

6、在電極表面的有效固定。在Fe(CN)63-/Fe(CN)64-體系中以1-芘丁酸為檢測對象，考察了傳感器交流阻抗譜的電子轉(zhuǎn)移阻抗在不同濃度1-芘丁酸中的響應(yīng)變化，實現(xiàn)了對1-芘丁酸的定量分析?！鱎et與PBA的濃度對數(shù)在0.05～50 ng·mL-1范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，線性方程為△Ret=3901.71gC+4135.3，相關(guān)系數(shù)R2=0.997，檢測下限為0.05ng·mL-1。該免疫傳感器在重現(xiàn)性和再生性方面也具有良好的表現(xiàn)。