基于納米材料構建的葡萄糖和伴刀豆球蛋白A電致化學發(fā)光生物傳感器的研究.pdf

1、電致化學發(fā)光（electrochemiluminescence，ECL）是由電化學過程觸發(fā)的一種特殊化學發(fā)光現象，其結合了化學發(fā)光分析與電化學分析的優(yōu)點，例如寬的檢測范圍，易控的反應體系，短的時間消耗，高的靈敏度和信噪比。ECL已作為一種檢測技術廣泛應用于生物傳感中。近年來，納米材料因其獨特的電化學性質，高的催化活性，大的比表面積和好的生物相容性等，在固定生物材料和電催化等領域得到了廣泛的研究和應用。本論文主要是結合ECL生物傳感器和納

2、米材料的這些特點，構建了一系列ECL生物傳感器用于檢測伴刀豆球蛋白A（Concanavalin A，Con A）和葡萄糖。
　　本文主要從以下三個方面展開研究工作：
　　1.基于葡萄糖和苯環(huán)化右旋糖酐對伴刀豆球蛋白A結合位點的競爭反應構建的新型無酶電致化學發(fā)光葡萄糖傳感器
　　構建了一個基于葡萄糖和苯環(huán)化右旋糖酐（DexP）競爭伴刀豆球蛋白A（ConA）結合位點的新型無酶電致化學發(fā)光（ECL）葡萄糖傳感器。首先，制備類

3、石墨相氮化碳（g-C3N4）和芳香族化合物苝四甲酸（PTCA）的納米復合材料（g-C3N4-PTCA），以其作為信號探針修飾于玻碳電極（GCE）上，進而通過π–π作用固定DexP。然后再通過DexP特異性吸附ConA。當修飾好的電極浸入葡萄糖溶液中時，葡萄糖便可以與DexP競爭ConA的結合位點，而葡萄糖顯示出比DexP更強的結合ConA的親和力。所以當葡萄糖的濃度增加時，更多的ConA會從電極上被帶走，引起ECL信號的增強，從而實現了

4、葡萄糖的檢測。線性范圍為1.0×10-10~5.2×10-5 mol·L-1，檢測限為4.0×10-11 mol·L-1（S/N=3）。此外，該傳感器還具有較高的選擇性，較好的穩(wěn)定性和重現性。該體系為無酶ECL葡萄糖傳感器的構建提供了較好的平臺。
　　2.基于Ag摻雜的g-C3N4的新型“on-off”電致化學發(fā)光傳感器檢測伴刀豆球蛋白A
　　在本工作中，成功構建了一個新型的“on-off” ECL生物傳感器，以實現伴刀豆球

5、蛋白A（ConA）的超靈敏檢測。首先，將Ag摻雜的類石墨相氮化碳納米片（Ag-g-C3N4）修飾在玻碳電極（GCE）上，獲得強的初始ECL信號(“signal-on”)，并通過π-π相互作用固定苯環(huán)化右旋糖酐（DexP）。然后，目標物ConA通過特異性識別作用固定在DexP/Ag-g-C3N4修飾電極上。隨后，將聚苯胺-3,4,9,10-苝四甲酸-DexP的復合物（表示為PANI-PTCA-DexP）作為ECL信號猝滅探針，通過碳水化合

6、物-ConA之間的相互作用孵育到電極上，以獲得“signal-off”態(tài)。這里，使用PTCA作為基質實現PANI和DexP的高固載，PANI作為Ag-g-C3N4體系的猝滅劑，DexP作為識別元件用于結合ConA。隨著DexP，ConA和PANI-PTCA-DexP夾心結構的形成，得到一個理想的ECL猝滅信號。PANI對Ag-g-C3N4體系的猝滅效果正相關于ConA的濃度。使用這種“on-off”策略，ConA的檢測線性范圍為0.00

7、10 ng·mL-1至50 ng·mL-1，以及低至0.00030 ng·mL-1的檢測限。
　　3.基于金納米粒子-氨基硫脲功能化的鉑鎳納米立方構建的超靈敏電致化學發(fā)光傳感器檢測伴刀豆球蛋白A
　　本文基于過硫酸根-O2發(fā)光體系構建了一種三明治夾心構型的ECL生物傳感器用于檢測ConA。以金納米花修飾的Zn摻雜的SnO2作基底，吸附識別元件辣根過氧化物酶（HRP）以結合ConA。然后，金納米粒子-氨基硫脲功能化的鉑鎳納米立