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

1、電致化學(xué)發(fā)光（electrochemiluminescence，ECL）是由電化學(xué)過(guò)程觸發(fā)的一種特殊化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，其結(jié)合了化學(xué)發(fā)光分析與電化學(xué)分析的優(yōu)點(diǎn)，例如寬的檢測(cè)范圍，易控的反應(yīng)體系，短的時(shí)間消耗，高的靈敏度和信噪比。ECL已作為一種檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物傳感中。近年來(lái)，納米材料因其獨(dú)特的電化學(xué)性質(zhì)，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(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。本論文主要是結(jié)合ECL生物傳感器和納

2、米材料的這些特點(diǎn)，構(gòu)建了一系列ECL生物傳感器用于檢測(cè)伴刀豆球蛋白A（Concanavalin A，Con A）和葡萄糖。
　　本文主要從以下三個(gè)方面展開(kāi)研究工作：
　　1.基于葡萄糖和苯環(huán)化右旋糖酐對(duì)伴刀豆球蛋白A結(jié)合位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)構(gòu)建的新型無(wú)酶電致化學(xué)發(fā)光葡萄糖傳感器
　　構(gòu)建了一個(gè)基于葡萄糖和苯環(huán)化右旋糖酐（DexP）競(jìng)爭(zhēng)伴刀豆球蛋白A（ConA）結(jié)合位點(diǎn)的新型無(wú)酶電致化學(xué)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(fù)合材料（g-C3N4-PTCA），以其作為信號(hào)探針修飾于玻碳電極（GCE）上，進(jìn)而通過(guò)π–π作用固定DexP。然后再通過(guò)DexP特異性吸附ConA。當(dāng)修飾好的電極浸入葡萄糖溶液中時(shí)，葡萄糖便可以與DexP競(jìng)爭(zhēng)ConA的結(jié)合位點(diǎn)，而葡萄糖顯示出比DexP更強(qiáng)的結(jié)合ConA的親和力。所以當(dāng)葡萄糖的濃度增加時(shí)，更多的ConA會(huì)從電極上被帶走，引起ECL信號(hào)的增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)了

4、葡萄糖的檢測(cè)。線性范圍為1.0×10-10~5.2×10-5 mol·L-1，檢測(cè)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(xiàn)性。該體系為無(wú)酶ECL葡萄糖傳感器的構(gòu)建提供了較好的平臺(tái)。
　　2.基于Ag摻雜的g-C3N4的新型“on-off”電致化學(xué)發(fā)光傳感器檢測(cè)伴刀豆球蛋白A
　　在本工作中，成功構(gòu)建了一個(gè)新型的“on-off” ECL生物傳感器，以實(shí)現(xiàn)伴刀豆球

5、蛋白A（ConA）的超靈敏檢測(cè)。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(qiáng)的初始ECL信號(hào)(“signal-on”)，并通過(guò)π-π相互作用固定苯環(huán)化右旋糖酐（DexP）。然后，目標(biāo)物ConA通過(guò)特異性識(shí)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(fù)合物（表示為PANI-PTCA-DexP）作為ECL信號(hào)猝滅探針，通過(guò)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(zhì)實(shí)現(xiàn)PANI和DexP的高固載，PANI作為Ag-g-C3N4體系的猝滅劑，DexP作為識(shí)別元件用于結(jié)合ConA。隨著DexP，ConA和PANI-PTCA-DexP夾心結(jié)構(gòu)的形成，得到一個(gè)理想的ECL猝滅信號(hào)。PANI對(duì)Ag-g-C3N4體系的猝滅效果正相關(guān)于ConA的濃度。使用這種“on-off”策略，ConA的檢測(cè)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(cè)限。
　　3.基于金納米粒子-氨基硫脲功能化的鉑鎳納米立方構(gòu)建的超靈敏電致化學(xué)發(fā)光傳感器檢測(cè)伴刀豆球蛋白A
　　本文基于過(guò)硫酸根-O2發(fā)光體系構(gòu)建了一種三明治夾心構(gòu)型的ECL生物傳感器用于檢測(cè)ConA。以金納米花修飾的Zn摻雜的SnO2作基底，吸附識(shí)別元件辣根過(guò)氧化物酶（HRP）以結(jié)合ConA。然后，金納米粒子-氨基硫脲功能化的鉑鎳納米立