本文關(guān)鍵詞： 電致化學(xué)發(fā)光 CdS納晶 ECL共振能量轉(zhuǎn)移 核酸包裹的Ag納米簇 microRNA檢測(cè) 原位活化 H_2S檢測(cè)　出處：《南京大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：電致化學(xué)發(fā)光(Electrochemiluminescence,ECL)是一類(lèi)由電氧化還原產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光,因此它既有電化學(xué)的優(yōu)勢(shì)也有化學(xué)發(fā)光的優(yōu)點(diǎn)。并且相比于熒光、光致發(fā)光等其他光分析手段,電致化學(xué)發(fā)光不需要額外的激發(fā)光源,背景信號(hào)低。此外,ECL檢測(cè)方法還具有靈敏度高、不需要昂貴的檢測(cè)儀器等優(yōu)勢(shì)。半導(dǎo)體納晶(NCs)作為新型的ECL材料,由于其具有種類(lèi)多,合成簡(jiǎn)單,光電性質(zhì)易于調(diào)控等優(yōu)點(diǎn),不僅被廣泛應(yīng)用在ECL生物標(biāo)記和ECL生物傳感器中,還催生了很多新的分析原理和方法。NCs與傳統(tǒng)的發(fā)光試劑如Ru(bpy)32+相比,其ECL的強(qiáng)度通常較弱。我們課題組在前期的研究中發(fā)展了多種提升ECL性能的方法,并建立了多種基于共振能量轉(zhuǎn)移(RET)的ECL生物分析方法。本論文發(fā)現(xiàn)了新型的ECL供受體對(duì),用于microRNA生物小分子的檢測(cè)中。另外我們發(fā)展了一種簡(jiǎn)單的表面化學(xué)處理的方法用于提升CdS NCs的ECL性能,并將其用于生物體系中H2S濃度的檢測(cè)。具體開(kāi)展了以下兩方面的工作：1.以核酸包裹的銀納米簇為標(biāo)記對(duì)microRNA進(jìn)行電致化學(xué)發(fā)光與電化學(xué)雙信號(hào)檢測(cè)本工作中我們使用核酸包裹的銀納米簇提出了一種新型、靈敏、特異性地檢測(cè)microRNA濃度的分析方法。當(dāng)目標(biāo)microRNA存在時(shí),由于核酸包裹的Ag納米簇的紫外-可見(jiàn)吸收光譜與CdS NCs的ECL發(fā)射光譜重疊良好,因此來(lái)自滴涂在玻碳電極表面CdS NCs的ECL可被近距離接觸的Ag納米簇猝滅。同時(shí),由于導(dǎo)電性的Ag納米簇可加速電子傳遞,因此共反應(yīng)劑K2S208的還原峰電流可以被增強(qiáng)。這樣,CdS NCs的ECL強(qiáng)度的猝滅現(xiàn)象與K2S208還原峰電流的增強(qiáng)現(xiàn)象可以共同表明同一種生物結(jié)合事件。這種檢測(cè)方法可以靈敏地檢測(cè)microRNA的濃度,檢測(cè)范圍為10 fM至1 nM。因此,我們相信這項(xiàng)研究工作可以用于發(fā)展其他多種生物傳感器。2. CdS NCs電致化學(xué)發(fā)光膜的原位活化及其在H2S檢測(cè)中的應(yīng)用我們提出了一種簡(jiǎn)單的原位活化方法,將滴涂在玻碳電極(GCE)上的CdSNCs膜(CdS NCs/GCE)浸泡在含有H2O2和檸檬酸的活化液中,使得在有H2O2作為共反應(yīng)劑時(shí)其ECL光強(qiáng)提升了約58倍。在活化過(guò)程中,CdS NCs被H2O2氧化,粒徑減小并有更多的表面S缺陷生成；同時(shí),檸檬酸在穩(wěn)定NCs方面起重要作用。此外我們對(duì)ECL增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)探討,活化中H2O2與CdS NCs表面過(guò)量的Cd2+離子(S缺陷)的吸附作用是主要因素,這種吸附作用能穩(wěn)定H2O2在電化學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的OH·自由基,使得更多的(CdS)·-被其氧化生成激發(fā)態(tài),導(dǎo)致ECL信號(hào)的增強(qiáng)。另外,活化后納米晶膜變得更薄,且致密度下降,這不僅使表面積增大,暴露更多的表面S缺陷,而且促進(jìn)了ECL檢測(cè)液中的小分子如共反應(yīng)劑H2O2等向膜內(nèi)的擴(kuò)散。由于S(Ⅱ)與CdS NCs表面過(guò)量Cd2+離子的結(jié)合作用,活化后的CdSNCs/GCE在Na2S溶液中浸泡后,其ECL信號(hào)被猝滅,據(jù)此,我們以活化后的CdS NCs/GCE作為ECL探針用于檢測(cè)Na2S濃度,結(jié)果表明其ECL信號(hào)的猝滅程度與Na2S濃度的對(duì)數(shù)成線性相關(guān),線性范圍較寬,為5nM-20μM,且選擇性良好。最后,我們將這種ECL探針成功地應(yīng)用于生物體系中H2S濃度的檢測(cè)。
[Abstract]:Electrochemiluminescence (Electrochemiluminescence, ECL) is a kind of chemical produced by electro oxidation reduction of light, so it has the advantage of electrochemical also has advantages of chemiluminescence. And compared to other light emitting means of fluorescence analysis of light induced, electrochemiluminescence does not need additional excitation light source, low background signal. In addition, ECL detection method has high sensitivity, does not require expensive instrumentation and other advantages. The semiconductor nanocrystals (NCs) as a new type of ECL material, because of its variety, simple synthesis, optical properties and easy to control, not only is widely used in ECL biological markers and ECL biosensors, also spawned a lot of new luminescent reagents such as Ru analysis principle and method with the traditional.NCs (bpy) 32+ compared to its ECL strength are often weak. Our previous study in the development of a variety of approaches of elevating the performance of ECL, and The establishment of a variety of resonance energy transfer (RET) based on ECL analysis method. This paper found biological model for ECL receptor on, for the detection of microRNA biological small molecules. We also developed a simple method of surface chemical treatment for ECL to improve the performance of CdS NCs, which is used to detect the concentration of H2S in biological systems. To carry out specific work in the following two aspects: 1. silver nanoclusters encapsulated electrical marker nucleic acid on microRNA induced chemiluminescence and electrochemical double signal detection of silver nanoclusters in this work, we use DNA wrapped presents a novel, sensitive analysis method to detect the microRNA concentration of specific. When the target. The presence of microRNA, the UV - Ag nanoclusters DNA wrapped the visible absorption spectra of CdS NCs and ECL emission spectra overlap, so from the drop onto the surface of glassy carbon electrode CdS NCs E Ag nanoclusters quenching of CL can be in close contact. At the same time, due to the conductivity of Ag nanoclusters can accelerate the electron transfer and the reduction peak current is thus K2S208 agent can be enhanced. Thus, enhancement of ECL intensity CdS NCs quenching and K2S208 reduction peak current can be shared with a show combined with the biological events. This detection method can sensitively detect the concentration of microRNA, the detection range of 10 fM to 1 nM., therefore, we believe that this work can be used for the development of a variety of other biological sensor.2. CdS NCs electro luminescence film in situ activation and its application in detection of H2S we propose a simple method of activation in situ, will be coated on glassy carbon electrode (GCE) on CdSNCs film (CdS NCs/GCE) containing H2O2 and citric acid soaked in the activation solution, the H2O2 as co reagent when the ECL intensity is improved about 58 times . in the process of activation, CdS NCs by H2O2 oxidation, the decrease of particle size and generate more surface defects of S; at the same time, play an important role in the stability of citric acid NCs. In addition to our ECL enhancement mechanism is discussed in detail, and the CdS NCs H2O2 in the activation of the surface excess of Cd2+ ions (S deficiency). Adsorption is the main factor, the adsorption energy of OH stable free radical H2O2 produced in the electrochemical process, so that more (CdS) - is the oxidation of the excited state, resulting in enhanced ECL signal. In addition, after the activation of nanometer crystal film becomes thinner, and the density decreased, which not only make the table the surface area increases, more exposed to S defects, and promote the diffusion of small molecule ECL detection in liquid such as reaction agent H2O2 into the membrane. Due to S (II) and CdS NCs Cd2+ combined with the effect of surface excess ion, activation of CdSNCs/GCE after immersion in Na2S solution after the letter ECL By quenching, accordingly, we use activated CdS NCs/GCE as ECL probe for detecting the concentration of Na2S, the results show that the logarithmic quenching degree the ECL signal and the Na2S concentration is linear correlation, wide linear range, 5nM-20 M, and good selectivity. Finally, we will detect this ECL probe successfully applied to the concentration of H2S in biological systems.

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ132.44;TB383.1

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本文編號(hào)：1470541