电化学发光在分析化学中的应用研究

论文回顾了电化学发光的发展历史，介绍了电化学发光反应的基本原理和电化学发光的主要反应体系及其反应机理，评述了电化学发光在其与流动注射、毛细管电泳及高效液相色谱联用，电化学发光传感器，无机物质的分析，有机物质的分析，药物分析，免疫分析，核酸杂交分析等分析化学领域的应用。在已有文献基础上，成功地制备了两种电化学发光葡萄糖生物传感器，建立了测定多巴胺、组氨及半胱氨酸的新方法，摘要如下：1．针对鲁米诺电化学发光的选择性较差及电极容易污染等缺点，采用整体修饰的方法，将葡萄糖氧化酶固定在溶胶-凝胶碳陶复合材料中，以光导纤维作为光的采集和传输装置，成功地制备了光纤电化学发光葡萄糖生物传感器，对葡萄糖测定的线性范围宽达3个数量级（1*10-5-1*10-2mol／L），而且具有较高的灵敏度（检出限为8.16μmol/L）。该生物传感器的测量信号为发光信号，所以它对电活性物质的抗干扰能力比安培生物传感器强；采用整体修饰，使受污染的电极表面可通过机械抛光得到更新；电极基底和葡萄糖氧化酶与溶液直接接触，信号响应快，达到发光峰值的时间小于20s；该传感器的重现性和稳定性良好。实践证明：溶胶凝胶碳陶复合材料是制备电化学发光生物传感器的良好材料。2．采用溶胶凝胶薄膜材料将葡萄糖氧化酶固定在玻碳电极的表面，结合流动注射和光纤传感技术构建了流动式光纤电化学发光葡萄糖传感器，葡萄糖浓度的对数在50μmol／L-10mmol／L之间与电化学发光强度的对数有较好的线性关系，相关系数为0.998，检测限为26μmol／L，该传感器可用于市售饮料中葡萄糖含量的测定。3．提出了一系列新的鲁米诺电化学发光体系：咪哇类化合物、多巴胺及琉基化合物和鲁米诺之间的电化学发光，建立三种不同物质的新测定方法，从而拓宽了鲁米诺电化学发光的应用范围。（1）实验发现咪唑、组胺和组氨酸三种咪唑类化合物对鲁米诺电化学发光均具有较强的增敏作用，基于此结合流动注射分析技术建立了一种测定该类物质的新方法，检测限分别为0.25、0.87、0.56μmol／L，并测定了药物中组氨酸的含量，结果符合推荐值，该方法对含咪哇环的化合物具有良好的选择性，因而具有推广价值，可望用于多种含咪唑环药物的分析测定。（2）实验发现多巴胺对鲁米诺的电化学发光具有很强的抑制效应，建立了一种简便、迅速和灵敏的流动注射电化学发光测定多巴胺的新方法，并采用紫外一可见光谱和循环伏安手段推论出多巴胺抑制鲁米诺电化学发光的机理。该法对多巴胺测定的线性范围为5.0*10-8-1.0*10-5mol/L，检测限为3.2*10-8mol／L，可用于盐酸多巴胺注射液中多巴胺含量测定。（3）鉴于在碱性介质中半胧氨酸对鲁米诺的微弱电化学发光具有较强的增敏作用这一实验结果，结合流动注射技术首次建立了直接采用电化学发光测定半肤氨酸的新方法，并借助紫外一可见吸收光谱手段和循环伏安实验推测了其可能的反应机理。半胧氨酸的浓度在1.0*10-6-5.0*10-5mol／L之间与发光强度呈良好的线性关系，相关系数为0.993，检测限为0.67μmol/L，该方法可推广应用于测定药物和生物体液中半胱氨酸的含量。