化学发光(精选5篇)

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所属分类:文学
摘要

刘正东以身作责,每天上班,来的最早的是他,走的最晚的也是他。长期的辛勤研究累垮了他的身体。2000年下半年,从香港回浙江大学不久,刘正东被检查出患了肺癌。 这次诊断使他的生死观、价值观有了脱胎换骨变化,他以平静坦然的心态直面病后的种种打击和痛…

化学发光(精选5篇)

化学发光范文第1篇

1948年刘正东教授生于南昌,1982年他以优异的成绩考入江西师院,毕业后到南京大学进修,后再赴北京大学物理系、美国纽约州立大学布法罗分校做访问学者。1988年他被晋升为副教授,由省教委批准为理论物理硕士生导师。1992年从美国回国后刘正东即晋升为正教授并获得国务院特殊津贴。他组织并申报了光学硕士点并获得国务院学位办批准,成为了当时江西仅有的两个物理类理论物理、光学硕士点的负责人。

1994年12月,浙江大学通过各种努力,第一次破例从地方大学引进人才。1995年他被批准为理论物理博士生导师,由他组织并领衔申报的光学博士点获得了批准。刘正东还历任浙江大学光学与应用技术研究所所长、浙江大学专业技术职务评审组成员、浙江大学“211工程”重点建设学科工作委员会委员。四校合并后他任浙江大学学部(理学学部)学位委员会委员、浙江大学学科学位委员会委员(物理学科、光学工程学科),浙江省重点学科“光学学科”带头人,两届浙江省物理学会副理事长。

刘正东以身作责,每天上班,来的最早的是他,走的最晚的也是他。长期的辛勤研究累垮了他的身体。2000年下半年,从香港回浙江大学不久,刘正东被检查出患了肺癌。

这次诊断使他的生死观、价值观有了脱胎换骨变化,他以平静坦然的心态直面病后的种种打击和痛苦,积极配合各种治疗,加强身体锻炼。在治疗的时候,刘正东仍然没有放弃工作,忘记学生,他常常一边输液,一边看学生的论文。在各方的努力下,刘正东的病情终于得以好转。2002年他获得香港包氏奖到美国密西西比州立大学做访问教授。

2003年刘正东被南昌大学引进,兼任南昌大学近代物理研究所所长,他领衔申报的江西省“光学工程”一级硕士点和江西省光学重点学科成功,并由他担任学科带头人。刘正东参与申报的材料物理一级学科博士点获得成功,他参与《半导体照明技术》国家教育部创新团队也获得了成功。

来到南昌大学,刘正东没有向学校提出任何要求,他只是用自己申请的科研基金简单装修布置了一下办公室。从刘正东来到南昌大学以后,他所在的教学楼开始亮了起来。在学生心目中,刘正东是治学严谨,为人亲切的导师。

这些年刘正东主持国家自然基金项目6项,国家863子项目2项,省部级项目多项。在PHYS REV、CHIN PHYSLETT、《物理学报》等国内外权威学术刊物一百八十多篇。由他培养的博士硕士有近三十名。

化学发光范文第2篇

【关键词】化学发光免疫;应用;发展

中图分类号:C911文献标识码: A

一、前言

化学发光免疫分析方法灵敏度高、适用范围广泛受到了人们的认可,在医学、食品、药品等众多领域广泛使用。传统的免疫分析需要的培育时间长,因此,提高分析的时间和效率是当前研究人员重点解决的问题。

二、化学发光免疫分析法

化学发光分析是根据化学反应产生的辐射光的强度来确定物质含量的分析方法。化学发光免疫分析是将化学发光系统与免疫反应相结合,用化学发光相关的物质标记抗体或抗原,与待测的抗原或抗体反应后,经过分离游离态的化学发光标记物,加入化学发光系统的其它相关物产生化学发光,进行抗原或抗体的定量或定性检测。化学发光免疫分析中使用最多的4类标记物为鲁米诺、异鲁米诺及其衍生物,吖啶酯衍生物,过氧化物酶和碱性磷酸酶。

以酶为标记物的化学发光仍然是化学发光免疫分析的主流,辣根过氧化物酶(HRP)与碱性磷酸酶(ALP)是两种常见的标记酶,均有其相应的化学发光底物,在临床检验中有广泛应用,开发催化活性更高、稳定性更好、发光动力学曲线更符合免疫分析的酶和底物是化学发光免疫分析的研究热点之一。

三、PEC免疫分析的基本装置

PEC分析需要在光电检测系统中实现.该系统主要包括激发光源、吸收池以及三电极体系的电化学装置.在光激发条件下,电解质溶液中光电活性材料的表面将发生电荷的分离与跃迁,电极表面发生一定的氧化还原反应从而在外电路产生电流,这一过程由电化学装置所记录并用于特定检测对象的测定.

PEC免疫分析的基本原理是基于免疫反应前后光电流信号的变化。在一个简单典型的PEC免疫系统中,免疫探针分子(通常是特异性的抗体或抗原)首先被固定在光电换能器(transducer)表面作为识别元件(recognitionelement),抗原(或抗体)作为待测物与探针分子在电极表面形成免疫复合物,导致光电流信号的增强或降低.本节将介绍PEC免疫传感界面的基本构建过程,主要包括光电极的选择与制备、免疫探针分子的固定等重要步骤。

1、电极材料的选择与制备

PEC检测的基本模式决定了其在免疫传感中必须使用特定的光电活性电极.而免疫探针分子则在这种电极表面固定,随后的免疫识别反应也在该表面发生,所以光电活性材料的选择和制备与免疫传感的检测性能密切相关.理想的光电活性电极应该具有较低的电子空穴复合率,以便获得稳定的光电流密度.一般而言,在PEC免疫传感中,光电活性电极的选择主要取决于所设计的检测路径与传感过程.常用的电极有整体电极和氧化铟锡(ITO)修饰电极.整体电极如二氧化钛纳米管阵列电极(TiO2NTs),ITO修饰电极则由ITO基底和光电修饰材料两部分构成.

2、免疫探针分子的固定

电极制备好后,免疫探针分子的固定是传感器制备中重要的一步,直接决定着传感器性能的优劣.原则上,电化学免疫传感器中可以使用的固定方法都可以用于PEC传感.但因后者使用的电极材料有所不同,所以具体采用的固定方法往往和电极材料的种类以及实验的设计有关.另外,为了保证探针分子的准确定位与吸附以使探针分子在固定后保持较高的活性和稳定性并形成具有适宜厚度、密度、多孔性的敏感膜,同时为了避免非特异性吸附和结合的干扰,在固定这一步骤中需对电极的表面化学性质进行严格控制,因此需要对实验条件进行多重优化以便确定最佳条件.具体来讲,考虑到免疫探针生物分子具有不稳定性,其固定需要满足以下两个条件:

(1)固定过程条件温和,防止生物分子变性,而且固定在电极表面后也能保持良好的活性;

(2)固定后,敏感层与电极表面接触紧密,同时具有良好的稳定性和耐用性。

四、光电免疫检测的分类与传感机理

和其他的免疫分析方法一样,PEC免疫分析也可以简单地分为非标记型和标记型两大类.结合不同的实验设计,相应的传感机理也有所区别.

1、非标记型光电免疫传感器

非标记型光电免疫传感器通过直接测定抗原抗体免疫复合物形成时的光电流信号的变化来确定待测物的浓度.在非标记型光电免疫传感中,由于省去了对待测物的标记过程,且样品前处理过程简单,极大地简化了制备和操作步骤,因此该类型的相关研究工作在免疫传感器领域一直具有不可取代的优势.但是,由于其检测原理大多基于免疫复合物形成前后所产生的位阻效应变化,因此检测信号的变化幅度往往非常有限,在检测灵敏度方面尚有待提高.目前对非标记型光电免疫传感器的研究工作主要侧重在对新型光电基底的利用和目检测物的多样化.Cosnier的非标记型PEC免疫工作中,钌联吡啶配合物上被衍生连接了吡咯和生物素,然后利用吡咯的电聚合作用实现了光电物质在电极表面的固定.然后通过生物素-亲和素的连接作用,将标记有生物素的霍乱毒素固定到光电物质表面.当向溶液中加入待测的霍乱毒素抗体(anti-choleratoxinantibody)时,形成的免疫复合物在光电物质表面产生更强的位阻效应,阻碍电子受体向电极扩散,从而导致光电流降低.该方法很好地实现了霍乱毒素抗体的免疫测定,检测限可以达到0.5μg/mL。

2、标记型光电免疫传感器

非标记型免疫分析法虽然有着很好的简易性,但是由于其负载量低以及无法实现信号放大,它在检测灵敏度方面仍然需要改进.在此情况下,标记型免疫传感分析应运而生.在不同的检测系统中,可以通过标记引入信号分子或实现信号放大.具有催化活性的酶分子因为易于与抗体或抗原结合,且可在短时间内将大量底物分子转化为具有电化学活性的产物,因此常被用做标记物.常用的标记酶有葡萄糖氧化酶(GOx)、辣根过氧化物酶(HRP)与碱性磷酸酶(ALP)。

最近,基于光电化学、酶联免疫方法和生物催化沉积的协同作用,本课题组报道了用HRP标记的放大型PEC免疫分析方法.在CdSQDs修饰的ITO电极表面,通过免疫反应形成夹心结构Ab1-Ag-Ab2-HRP免疫复合物,然后利用BCP反应在电极表面形成不溶物覆盖层.此外,因为HRP在410nm的实验条件下有很强的光吸收性质,所以在该体系中HRP除了引发BCP反应,还能够竞争性的吸收入射光,协同提高了检测灵敏度.该工作以小鼠IgG为模型分子,实验结果表明可以实现对待测物的高灵敏检测.因为很多种酶都可以被引入该系统并且引发相关BCP反应,所以本工作为发展高灵敏性的PEC免疫分析方法提供了一种新思路.基于该工作结合纳米金标记放大技术,我们进而实现了对前列腺肿瘤标记物(prostate-specificantigen)的高灵敏检测。

五、发展与展望

化学发光免疫分析法具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、设备简单等优点,近年来在环境、临床、食品、药物检测中得到了广泛运用。实际检测常常需要对大量、复杂、低丰度的样品进行测定,因而化学发光免疫分析法逐渐向快速、高通量、高灵敏检测的方向发展。本文总结了近几年化学发光免疫分析法的应用进展,涉及到降低温育时间,多组分检测,以及信号放大技术。这些例子都证明了化学发光免疫分析法具有广泛的应用前景和可操作性。为了更好地适应临床、环境等领域的实际应用,需要大力发展微型化、集成化和自动化的化学发光免疫分析仪器。随着分子生物学及纳米与传感技术的进步,新的化学发光免疫分析原理与高灵敏的免疫分析方法将得到不断发展,开发催化活性更高、稳定性更好、发光动力学曲线更符合免疫分析的酶和底物并推广到临床检测,发展新型标记技术用于信号放大,建立化学发光免疫分析新方法,都将是未来的发展方向及研究重点。

六、结束语

随着科技水平的发展和进步,化学光电免疫分析方法也将进一步完善,并发挥更大作用,推动相关行业的快速发展和进步。

参考文献

[1]彭芳,荣,司士辉,等.光电化学型半导体生物传感器.化学进展,2008,20:586593

化学发光范文第3篇

【关键词】发掘 小学生 闪光点 个性化策略

【中图分类号】G625 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0153-01

在国内教育界开始重视素质教育的大环境下,“每个学生都有其闪光点”是如今小学教育流行的观点,对于寻找学生闪光点的经验总结也屡现于各类教育期刊。然而纵览相关文献,寻找闪光点的对象多以“后进生”“学困生”等字眼描述。应试教育的思维定势导致大部分教师不自觉以考试成绩的高低来区分优差生,并且不约而同地默认了成绩差的学生才需要老师需找闪光点,却忽略了考试成绩并不是判断学生是否优秀的唯一标准,每个学生都应得到这样的机会。小学生处在身心发展的初始阶段,发掘其闪光点有助于小学生树立自我表现的信心,教师应进行多方面尝试,发掘每一个学生的潜能并给予其表现自己的机会。鉴于学生的个体性差异,教师应根据学生的不同情况采取个性化策略。

一、为兴趣明确的学生提供舞台

小学生的注意力与其兴趣密切相关,兴趣明确的学生容易展现出对感兴趣事物的热情。此时教师只需鼓励学生发展自己的兴趣,并向学生指明进一步发展兴趣的途径,就已是为其提供了让自己闪耀的舞台。我教过的一个年级中,有三个学生上数学课时总是积极回答问题,课后还向我请教一些超前的数学知识,显示出对数学的浓厚兴趣。于是我建议他们参加数学兴趣班,并在平时有计划地对他们朝着奥林匹克数学的方向培养。这三名同学在奥林匹克数学的世界中如鱼得水,并通过自身努力,在后来全市数学竞赛中取得优秀成绩,其中一名同学甚至获得了全市数学竞赛的满分。

也有学生的兴趣在于课外,这需要教师的仔细观察。例如我教过的一个女生,学习成绩不错但不算顶尖,倒是在一次假期总结班会上她的表现给我留下深刻印象。她作为小组代表对假期收获进行总结陈述,其思路之清晰、语言之流畅大大超越了她的年龄。细察得知她的兴趣是课外阅读,丰富的阅读量使她有着同龄人中卓越的语言表达能力,于是我在健康教育课上请她给班上同学讲一个故事,她的讲述令全班同学都陶醉其中。后来请她讲故事成为了这节课的固定节目,她的演讲能力在全校都享有盛誉。

二、对个性突出的学生加以引导

个性突出的学生在传统意义上即“调皮捣蛋”的学生,其过剩的精力常常妨碍正常教学工作。此类学生性格直率,思维活跃,表现欲强,若加以正面引导,对其个人乃至班级都将产生巨大的积极影响。例如学生L是我教过的一个前期以“调皮”著名的学生。一次放学后,他打架的消息再度传来。我立即赶去了解情况,发现L打架是为了与班长抢班牌。班牌用于让接孩子的家长辨明班级,平时都由值日班长举着带领学生排队放学。原来L想在众家长和学生的注目下担当领头人。于是我对L说:“举班牌是班级领袖的职责,如果你一天课堂表现好,举止配得上做班级的领袖,那天就能举班牌。否则就失去这个资格。”之后,L对于举班牌的强烈愿望使其逐渐减少捣乱行为,他举班牌的次数也就越来越多。虽然不是班长,但他将热情投入到班级事务,劳动时也身先士卒。师生慢慢发现,不再捣乱的L原来很有责任感,这使得他在班上十分有号召力,真正成为了一个班级领袖。

三、对问题缠身的学生给予关怀

教育界一直有“问题学生”一词,其概念的界定众说纷纭。由于“问题学生”一词有给学生“贴标签”之嫌,故用“问题缠身”来描述学生的状态更为妥当。本文所说的问题缠身的学生指由于先天的生理因素或后天的环境因素导致心理或行为产生偏差的学生。对此类学生教师应深入了解学生的问题,在平时给予学生关怀,寻找解决问题的办法并帮助学生对自己树立正确的认识。学生摆脱问题的束缚或减轻问题对自己的影响后,其闪光点就自然而然地体现出来。例如我教过的学生S,一开始接手发现他上学常常迟到,性格孤僻,对校园生活不感兴趣,学习情况一塌糊涂。仔细了解后发现,S来自单亲家庭,经济条件较差,父亲因为工作繁忙而很少照顾孩子,S常常没吃早餐就上学。于是,我从课间餐确保他能吃饱做起,平常在学校对他的学习和生活多加留意。S在受到照顾之后,问题有所缓和。之后我专门找了S谈话,对他说:“你家庭条件较差,就要比其他同学更懂事,学会自己照顾自己,这才是争气的表现。我相信你能成为一个优秀的学生,就看你自己愿不愿意。”S点了点头。为了让S能融入集体,我安排了几个开朗的学生和他组成学习小组,在师生的共同帮助之下,S的学校表现越来越好,学习成绩也突飞猛进,学期末还被评为三好学生。在S努力改善自己的过程中,我发现他拥有同龄孩子少见的自主学习能力,同时做事果断,有很强的行动力。

四、为表现平凡的学生创造机会

所谓“表现平凡的学生”,即平时各方面表现不突出,无明显兴趣爱好,同时遵规守纪,不会引发问题的学生。此类学生在小学生中占有相当比例,并且由于不引人注目而容易成为教育盲点。即使教师平时特意寻找其闪光点,也很可能一无所获,而长时间的等待与寻找,反而延误了学生发展的时机。因此,教师应发挥主导作用,为学生创造机会,促使学生大胆尝试并表现自己。以学生C为例。在一次社团报名中,我发现C没有报名任何社团。了解原因后发现原来她不报名是因为自己不知道对什么社团感兴趣,犹豫之间热门的社团都被人报满了。C虽然不是性格安静的学生,但也从未表达过自己的想法,行动上喜欢随大流,缺乏主观意识。一番思虑过后,我在剩下有名额的社团中说服了C报名读书交流社,并让她定期向我汇报参加社团的收获。经过了一个学期的社团活动后,C告诉我她在社团交到了一些新朋友的同时,也喜欢上了写作文。原来C为了方便在社团中交流读书心得,平时阅读之后都将自己一些零碎的感想用笔记录下来,久而久之便对写作产生兴趣。这个意外的收获让我决定趁热打铁,让C在写作方面进一步展示自己,便让她为班级的墙报写稿,她同样出色地完成了任务。在喜欢上写作之后,以前不擅表达自己的C变得越来越自信。

需要注意的是,小学生的注意力不稳定及不持久,因此教师在发掘学生闪光点时要有耐心,鼓励学生多进行尝试,培养学生的恒心毅力。此外,在对学生个性化培养的同时,要把握好教师干预的尺度。以确保教师的引导既能激发学生的潜能,又可避免“赶鸭子上架”的情况出现。

无论应试教育主导的局面会持续多久,个性化培养的趋势都已不可逆转。小学将不仅仅是学生开启求学之路的起点,同时也会成为学生自我发现的圣地、自我展示的舞台。那些被教师发掘的闪光点,将很有可能在小学生今后的人生中大放异彩。这令人激动的可能性,正是小学教师们日复一日忘我工作的动力,同时也是这份职业的恩赐。

化学发光范文第4篇

【关键词】化学发光法;大气监测;水监测;应用

环境监测技术是伴随环境科学的变化而逐渐形成的,化学发光分析法在环境监测中应用广泛,且效果极佳。该方法是利用化学物质发生法学反应所产生的辐射光强度、总量确定监测对象成分、含量的方法。随着人们对环境的重视和关注,对环境监测的要求也越来越高,化学发光分析法也逐渐被引进环境监测领域发挥至关重要的作用,如大气监测、水质监测、环境污染等。

一、化学发光分析法的原理分析

化学发光指未受外界的电、广等因素影响而单纯依靠化学物质的化学反应,而产生的光辐射的发光形式。依靠化学反学反应产生的光反应的分析方法我们成为化学发光分析法。发光物质在化学反应过程中吸收能量,导致产物电子激发态的不均衡,从而产生光辐射现象,发光强度大小与光反应速度存在紧密的联系,光强度Ici=Φci×dCA/dt,dCA/d是瞬时反应速度,Ici则表示发光量子产额。化学发光分析法基础为光强度、反应物质的浓度,而通过公式可得出光强度,进而间接的测出待测物的浓度。但采用化学发光分析法必须要满足一些必要条件:化学反应必须能够产生足够的激光发射能量;其次,化学反使得反应产物分子可吸收大量的能量,进而达到被激发状态;在化学反应条件下,处于激发状态下的分子可释放“光”,或进行能量转移激发其他分子释放“光子”。

二、化学发光分析法在水质监测中的应用

(一)环境监测中常见化学发光类型

鲁米诺是被广泛使用的化学发光试剂,它能在碱性条件下被强氧化剂氧化成激发状态,从而发射蓝光出现发光现象,常用的强氧化剂有H2O2,鲁米诺和H2O2常被用在大气污染的监测中,如对CO、SO 2、NO等有毒气体的监测;采用H2O2作为强氧化催化剂亦存在一定的弊端,H2O2催化作用较慢,在实际监测需求时可适当选择利于提升监测灵敏度和效率的Cu2+、Mn2+等金属离子。光泽精化学发光体系中光泽精原理和鲁米诺相似,均是在碱性条件下被强氧化剂氧化的产物吸收足够的能量进而发射蓝光,Co2+、Pb2+等对光泽精具有强大的催化效果,环境监测中常选用光泽精化学发光分析法进行两种离子的监测;过氧草酸酯化学发光分析类型,受到氧化剂的氧化后出现发光现象,该种化学发光类型发光效率较高、且持续时间长,常见的过氧草酸酯有双[2,4-二硝基苯基]草酸酯、双[2,4,6-三氯苯基]草酸酯;高锰酸钾化学发光类型常应用在水污染是化学发光反应中极强的氧化剂,在H+条件下可轻松氧化F2+、S2-发生化学发光现象;N-溴代琥珀亚胺发光体系中N-溴代琥珀亚胺可直接氧化某些物质产生发光现象,如NH4+。

(二)具体的环境监测应用

当前化学发光分析法常用在水和废水中金属离子的、大气有毒气体的监测。针对水和废水中的金属物质的检测,一般可采用鲁米诺化学发光分析法,如下表所示为该化学发光分析法痕量金属情况,由于化学发光强度和金属离子浓度呈正比,因此可通过此原理测定痕量。

表1鲁米诺化学发光分析法金属检出限情况

对于大气污染的监测,主要是对空气中臭氧和有毒的NO、NO2,在监测时常利用O3去检测NO的浓度,对于NO2可通过还原反应将其转化为NO,根据转化产物NO去测定NO2的浓度;O3由于及其容易与烯烃化合物发生催化作用,但为实现检测目的,针对大气中O3的测定常常选择乙烯作为测定化学物,当二者发生化学反应时,产物甲醛吸收能量形成激发状分钟,当放射光子后重新回到基态,该种方法具有针对性,不会对大气中氮氧化物、硫化物、CO产生作用。

为了测定空气中或其他形式存在的含硫、含磷污染物,常采用火焰光度方法,多指H2在具有还原性的氧气火焰中,加入容易受热出现分解的含硫、磷化合物,使其分解为S、B0-进而出现发光。该种方法常用在对大气中含硫有毒物质的检测、农村磷肥残留、水富营养化问题。

三、总结

环境污染收集的样品污染物呈现含量不高、种类多、面广的特点,因此在进行环境监测时需要选择较为关键。化学发光分析法以其独特的优势受到重视,并得到广泛的应用。近年随着化学领域水平的上升,新的化学发光也开始在环境监测中发挥重要的作用,如电致化学发光、化学发光偶合反应法、高效液相色谱-化学发光监测法等,但面对新时期环境监测的需求,化学发光分析法应在以下方面去努力:样品分离处理技术和化学发光分析法的结合、化学发光分析法与传感器技术、毛细管电泳技术的结合等。

参考文献:

[1]马艳.化学发光法在水分析、大气监测中的应用[J].江苏环境科技,2008,21(1):163-164、175.

[2]常晋娜,徐伯兴.化学发光分析法在环境监测中的应用[J].上海化工,2005,30(3):5-7.

[3]束平,王晓丽. 化学发光分析法在水质监测中的应用[J].环境研究与监测,2010,23(2):42-43.

化学发光范文第5篇

尿酸是核蛋白和核酸的代谢产物’人体内尿酸过量是许多疾病的征兆’如痛风、肾功能衰竭、心血管疾病等,故人体内尿酸的检测在临床诊断方面有着重要意义。目前,测定尿酸的方法主要有色谱法、分光光度法、荧光法、化学发光法、电化学法等。

电化学发光因其设备简单、灵敏度高、适用范围广等特点而备受关注。但是目前利用电化学发光法测定尿酸的方法较少。近年来,通过将发光试剂固定在电极表面制备得到固相电化学发光传感器’这样既节约了昂贵的发光试剂,又提高了灵敏度,拓宽了电化学发光法在分析化学中的应用。溶胶-凝胶膜法和Nafon/MCNT是目前应用最多的固定化技术,但是溶胶-凝胶法制备的电化学发光传感器稳定性较差。利用二氧化硅微球包埋联吡啶钌,可以改善Si02溶胶-凝胶法固定联吡啶钌传感器的稳定性。壳聚糖分子中含有丰富的游离氨基和羟基,具有良好的吸附能力、导电能力和生物相容性,是电化学发光传感器中较优良的材料。

本研究利用反相微乳液法制备得到壳聚糖-Ru(bpyg+-Si02复合纳米粒子(CRuSNPs),带正电荷的CRuSNPs与带负电荷的Nafion通过静电作用自组装固定于玻碳电极表面,制备了电化学发光传感器。此传感器具有良好的稳定性和重现性,用于尿酸的免标记检测,结果令人满意。与临床上测定尿酸的方法相比’本方法简单、试剂用样量少、选择性好。

2实验部分

2.1仪器与试剂

MPI-E型电致化学发光分析系统(西安瑞迈电子科技有限公司),Zennium电化学工作站(德国Zah-ner公司),UV-1600PC紫外-可见分光光度计(中国上海美谱达仪器有限公司),F-4600荧光分光光度计(日本日立公司),RT5POWER电磁搅拌机(德国IKA公司),WF-300D超声波清洗机(宁波海曙五方超声设备有限公司),TDL-802B型离心机(上海安亭科学仪器厂),PT-RO10L实验室超纯水设备(上海品拓环保工程设备有限公司)。三电极系统:工作电极为裸玻碳电极或修饰电极,Pt丝为对电极,Ag/AgCl(饱和KCl溶液)为参比电极。

多壁碳纳米管(MCNT,中国科学院成都有机化学有限公司, 7.5%,7?15nmX0.5?10pm.);壳聚糖(於呢=60000~120000g/mol,乙酷化度在40mol%)、三联吡啶钉、Nafion117、正硅酸乙酉旨、TritonX-100、正己醇、环己烷均购于Sigma公司;尿酸(天津市华东试剂厂);其余试剂均为分析纯。

0.5%壳聚糖溶液由1%冰醋酸溶液配制而成。0.01mol^LRu(bpy)3+由0.1mol/LPBS溶液(pH7.4)配制而成。Nafion/MCNT的配制:准确称取0.05g碳纳米管分散于60mL2.2mol/LHNO3中,超声30min后,室温放置20h,然后用超纯水洗至中性,在37°C烘箱中烘干。准确称取纯化后的碳纳米管1.5mg于4mL离心管中,加人30|xL0.05%Nafion2.97mL无水乙醇摇勻。实验用水为超纯水。2.2CRuSNPs的制备

分别取7.5mL环己烷、1.8mLTrionX-100和正己醇混合,加人300^L超纯水为分散相,搅拌0.5h后,依次加人50吣0.01moL/L三联吡啶钌和150^L0.5%壳聚糖溶液形成稳定的油包水结构,并加人适量NaOH溶液,将体系调为中性,然后持续搅拌1h,依次加人90^L正硅酸乙酯、60^L氨水,再持续搅拌24h,反应完全后,加人6mL丙酮破乳,离心收集复合纳米粒子,然后分别以乙醇、超纯水超声离心,吸取上清液得复合纳米粒子,最终将其分散在NaAc-HAc缓冲溶液(pH5.0)中,2°C保存。

2.3电化学发光传感器的制备

将玻碳电极(直径2mm)在0.05pmA^Og抛光粉上打磨光亮,分别在HNOg(1:1,K/K),乙醇(1:1,V/V),超纯水中超声3min,干燥后。取10^LNafion/MCNT混合液滴加于干净的玻碳电极表面,自然晾干。将修饰好的电极插人200^L均匀的CRuSNPs溶液中30min,CRuSNPs复合纳米粒子通过静电吸附随时间逐渐自组装于Nafion/MCNT电极表面,随后用0.01mol/LPBS(pH7.4)冲洗电极,去除非特异性吸附的CRuSNPs纳米粒子,随后,用循环伏安技术将CRuSNPs/Nafion/MCNT电极在0.9?1.4V的电位窗口下扫描至稳定,除去电极表面多余的Ru(bpy)3;+,最终可制得电化学发光传感器。图1为电化学发光传感器的原理图。

2.4实验方法

以CRuNPs/Nafion/MCNT/GCE修饰电极为工作电极,当电解池中的尿酸与修饰电极作用15min后,在~0.2?1.4V范围内进行循环伏安扫描,扫描速率为100mV/s,介质为0.10mol/LPBS缓冲溶液(含50mmol/LTPA,pH7.4),光电倍增管负高压为800V,记录电化学发光信号,通过电化学发光强度值对尿酸进行定量分析,所有实验均在室温下进行,所有电位值均相对于Ag/AgCl参比电极。

3结果与讨论

3.1CRuSNPs的表征

对合成的CRuSNPs进行了TEM表征(图2),由图2可知,所制备的纳米颗粒的平均直径为50nm且分散效果较好。CRuSNPs的紫外和荧光光谱图见图3。由图3A可知,合成的CRuSNPs复合纳米粒子与游离态的Ru(bpy)23+紫外吸收光谱形状相同,可知CRuSNPs在水溶液中具有很好的分散性。由图3B可知,在458nm激发波长下,游离态的Ru(bpy)〗+最大发射波长为596nm,而CRuSNPs的最大发射波长较Ru(bpy)]+蓝移了17nm,这可能是因为CRuSNPs溶液中的SiO-基团与Ru(bpy)〗+之间的静电吸附使得Ru(bpy)2/被束缚在SiO〗纳米粒子内部,致使CRuSNPs在溶液中时,很少与周围的水分子相互作用,显示出荧光发射波长相对较短[18]。

3.2传感器的电化学及电化学发光行为

实验对不同电极表面进行了电化学及电化学发光行为进行研究。由不同电极在0.1mol/LPBS(pH7.4)中循环伏安图(图4A)可见,Nafion/MCNT修饰电极(曲线b)的电流强于裸玻碳电极(曲线a),这是因为MCNT具有较强的导电性,说明Nafion/MCNT已修饰于玻碳电极上,而CRuSNPs/Nafion/MCNT修饰电极(曲线c)的电流强于Nafion/MCNT修饰电极(曲线b),这是因为CRuSNPs纳米粒子具有较大的比表面积,电子传导能力增强,且由曲线c还可看出,在+1.1V处出现可逆的氧化还原峰,这正是Ru(bpy)3+的特征峰,说明CRuSNPs已成功修饰于Nafion/MCNT上。

由不同电极在50mmoL/LTPA(0.1moL/LPBS,pH7.4)中的电化学发光图(图4B)可知,裸电极(曲线a)和Nafion/MCNT修饰电极(曲线b)几乎不发光,但将CRuSNPs纳米粒子固定在Nafion/MCNT修饰电极上时,出现明显的发光现象(曲线c),这表明CRuSNPs已很好地固定在Nafion/MCNT电极表面,从而显示出良好的电化学发光行为。

稳定性和重现性对于构建可重复使用的修饰电极至关重要。由CRuSNPs/Nafion/MCNT修饰电极连续扫描电化学发光图(图4C)可见,Nafion/MCNT与CRuSNPs混合膜修饰电极在连续扫描10圈的过程中,电化学发光信号非常稳定。

3.3尿酸在CRuSNPs/Nafion/MCNT修饰电极上的电化学发光行为

考察了尿酸在CRuSNPs/Nafion/MCNT修饰电极上的电化学发光行为。如图5所示,当在0.10moVLPBS(含50mmoVLTPA,pH7.4)中加入1.0X10-7moVL尿酸时,电化学发光强度降低,证明尿酸对CRuSNPs/Nafion/MCNT修饰电极上Ru(bpy)23+的电化学发光有抑制作用。众所周知,对于Ru(bpy)2+-TPA电化学发光体系,Ru(bpy)〗+被电氧化为Ru(bpy)3+,而TPA被电氧化为TprA-+,从而形成TprA-自由基,Ru(bpy)33+和TprA-反应得到Ru(bpy)2+#,Ru(bpy)2+#从激发态返回至基态便产生电化学发光。尿酸对该电化学发光体系的猝灭原因可能是由于尿酸的加入,消耗了部分Ru(bpy)3/所致。

3.4实验条件的选择

CRuNPs中的羟基能与尿酸中的胺基形成氢键,故CRuNPs/Nafion/MCNT/GCE修饰电极与尿酸的作用时间及体系的pH值均对电化学发光强度有一定的影响。由图6可知,随着反应时间延长,电化学发光信号逐渐降低,到15min时发光强度趋于平稳,再继续延长结合时间,响应信号几乎不变。这表明15min时即可达到猝灭最大程度,因此选择15min作为反应时间。实验考察了1.0X10-7mol/L尿酸在pH5.8?8.0范围内的电化学发光现象。结果表明,随着pH值增大,抑制效果先增大后减小,当pH=7.4时,抑制效果最大。因此选择pH7.4的缓冲溶液进行后续实验。

3.5干扰实验

在最佳实验条件下,当尿酸浓度为1.0X10-7mol/L,相对误差不超过±5%时,1000倍的K+,Na+,Fe2+,Zn2+,Ca2+,Mg2+,Cl-;500倍的葡萄糖、尿素、蔗糖;100倍的L-谷氨酸、L-赖氨酸、羟脯氨酸、抗坏血酸不干扰测定;50倍的草酸干扰测定,实验采取加入Ca2+消除干扰。

3.6传感器对尿酸的电化学发光响应

在优化实验条件下,按实验方法测定不同浓度尿酸电化学发光强度并绘制工作曲线(图7)。电化学发光强度和尿酸浓度(1.0x10-10?1.0x10_5mol/L)的负对数呈良好的线性关系,线性方程为:1ECL=-709.52-202.

3.7传感器的重现性和稳定性分析

用同一支传感器对1.0X10-8mol/L尿酸连续测定11次,电化学发光强度相对偏差为2.9%,用同一批次的5支传感器对1.0X10-8mol/L尿酸进行测定,电化学发光强度相对偏差为3.1%,说明此传感器有较好的重现性。为考察传感器的稳定性,使传感器吸附1.0X10-8mo^L尿酸溶液后,置于4T下保存,定期测定电化学发光信号值。14天内,电化学发光强度几乎不变,说明传感器的稳定性较好。

 3.8样品测定

取3份新鲜尿液0.5mL于50mL容量瓶中,加人1.00mL0.01mol/LCaCl2以除去C2O〗,用高纯水定容,再将该溶液稀释1000倍,以此为分析样品,按照实验方法进行测定,同时,进行加标回收实验,测定结果见表1。加标回收率为98.5%?103.5%,RSD为2.3%?3.1%,表明本方法可用于实际样品的测定。

表1尿液样品分析及回收率实验