鲁米诺—量子点体系的电化学发光共振能量转移研究

鲁米诺—量子点体系的电化学发光共振能量转移研究

论文摘要

第一章研究了一种共振能量转移(RET)的新方法:鲁米诺/过氧化氢.量子点体系的电化学发光共振能量转移(ECRET)方法。当电极表面施加合适的电位,鲁米诺在碱性条件下与H202发生电化学反应生成电化学发光(ECL)发光体并释放出425 nm的蓝色光。此ECL发射光谱与受体量子点(QD)的吸收光谱有效重叠。当ECL发光体与QD达到产生RET的有效距离时,ECL发光体释放的能量就会转移到QD上使之发出荧光。为了提高RET的效率,采用了硅烷化ITO导电玻璃与Nation膜包埋法两种方式固定受体量子点。结果表明后者更有利于ECRET。采用Nation膜固定量子点的方式,我们对ECRET的最佳条件进行了研究。实验结果指出,用QD Buffer(pH=8.3)作为量子点稀释液,未稀释的Nation溶液分层法固定量子点,以光透ITO作工作电极,采用恒电位作为电化学激发方式,确定了最佳的ECRET条件是:量子点固定量为1×1012mol,工作电位为0.9 V,狭缝宽度为1.5 mm,1uminol浓度为1×10-3mol/L,H2O2浓度为1×10-2mol/L。此条件下测得ECRET效率为33%。相对于传统的FRET检测,ECRET具有仪器方法简单、无需昂贵的激发光源等优点。第二章我们利用葡萄糖氧化酶(GOD)催化β-D-Glucose生成H2O2的反应,研究了一种ECRET的新体系:鲁米诺/葡萄糖/葡萄糖氧化酶-量子点体系。GOD催化底物Glucose与溶液中的O2反应生成葡萄糖酸和H2O2。生成的H2O2在正电位区与碱性溶液中的鲁米诺发生电化学反应生成ECL发光体。当ECL发光体与QD达到产生RET的有效距离时,ECL发光体就将能量转移到量子点。本文研究并讨论了几种因素(如电位、pH值、Glucose浓度、GOD浓度、孵育时间、Nafion膜厚度,GOD在溶液中和固定在电极表面的方式等)对ECRET的影响。在最佳条件下,测得ECRET效率为31%。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第一章 鲁米诺/过氧化氢-量子点体系的电化学发光共振能量转移
  • 1.1 引言
  • 1.2 实验部分
  • 1.2.1 实验仪器
  • 1.2.2 材料与试剂
  • 1.2.3 实验方法
  • 1.2.3.1 ITO导电玻璃的预处理
  • 1.2.3.1.1 ITO导电玻璃的清洗
  • 1.2.3.1.2 ITO导电玻璃的硅烷化
  • 1.2.3.2 ITO工作电极的制作
  • 1.2.3.3 电化学发光的检测
  • 1.2.3.3.1 ECL电解池的制作
  • 1.2.3.3.2 电化学发光的检测
  • 1.2.3.4 量子点的固定
  • 1.2.3.4.1 硅烷化ITO导电玻璃固定量子点
  • 1.2.3.4.2 Nafion膜包埋法固定量子点
  • 1.2.3.5 落射荧光显微术对量子点固定的表征
  • 1.2.3.6 电化学发光共振能量转移光谱的检测
  • 1.2.3.6.1 共振能量转移电解池的制作
  • 1.2.3.6.2 电化学发光共振能量转移光谱的检测
  • 1.3 结果与讨论
  • 1.3.1 电化学发光共振能量转移原理
  • 1.3.2 鲁米诺/过氧化氢体系的电化学发光
  • 1.3.2.1 鲁米诺/过氧化氢体系ECL原理
  • 1.3.2.2 鲁米诺/过氧化氢体系的电化学发光
  • 1.3.3 鲁米诺/过氧化氢-量子点体系的电化学发光共振能量转移
  • 1.3.3.1 硅烷化ITO导电玻璃固定量子点的电化学发光共振能量转移
  • 1.3.3.2 Nafion膜固定量子点的电化学发光共振能量转移
  • 1.3.3.2.1 Nafion膜固定量子点实验条件的选择
  • 1.3.3.2.1.1 SA-QD缓冲液对量子点固定的影响
  • 1.3.3.2.1.2 Nafion浓度对量子点固定的影响
  • 1.3.3.2.1.3 Nafion膜固定量子点的方式
  • 1.3.3.2.2 恒电位计时电流法检测电化学发光共振能量转移光谱
  • 1.3.3.2.2.1 电化学发光共振能量转移实验条件的选择
  • 1.3.3.2.2.1.1 量子点固定量对共振转移发光光谱的影响
  • 1.3.3.2.2.1.2 不同电位对共振转移发光光谱的影响
  • 1.3.3.2.2.1.3 狭缝宽度对共振转移发光光谱的影响
  • 1.3.3.2.2.1.4 Luminol浓度对共振转移发光光谱的影响
  • 2O2浓度对共振转移发光光谱的影响'>1.3.3.2.2.1.5 H2O2浓度对共振转移发光光谱的影响
  • 1.3.3.2.2.2 不同波长及表面包被物量子点的共振转移发光光谱
  • 1.3.3.2.3 电化学发光共振能量转移效率的测定
  • 1.4 结论
  • 1.5 参考文献
  • 第二章 鲁米诺/葡萄糖/葡萄糖氧化酶-量子点体系的电化学发光共振能量转移
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验仪器
  • 2.2.2 材料与试剂
  • 2.2.3 实验方法
  • 2.2.3.1 电化学发光的检测
  • 2.2.3.2 葡萄糖氧化酶工作电极的制备
  • 2.2.3.3 电化学发光共振能量转移光谱的检测
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 鲁米诺/Glucose/GOD体系的电化学发光
  • 2.3.2 鲁米诺/Glucose/GOD-量子点体系的电化学发光共振能量转移
  • 2.3.2.1 GOD在溶液中的电化学发光共振能量转移
  • 2.3.2.1.1 GOD在溶液中电化学发光共振能量转移原理
  • 2.3.2.1.2 电化学发光共振能量转移实验条件的选择
  • 2.3.2.1.2.1 最佳电位的选择
  • 2.3.2.1.2.2 反应缓冲液pH值的选择
  • 2.3.2.1.2.3 GOD孵育时间的确定
  • 2.3.2.1.2.4 GOD活性浓度对电化学发光及共振光强度的影响
  • 2.3.2.1.2.5 Glucose底物浓度的选择
  • 2.3.2.1.2.6 Nafion膜厚度对电化学发光共振转移发光光谱的影响
  • 2.3.2.1.3 GOD在溶液中共振能量转移效率的测定
  • 2.3.2.2 GOD固定在电极表面的电化学发光共振能量转移
  • 2.3.2.2.1 GOD固定在电极表面电化学发光共振能量转移原理
  • 2.3.2.2.2 GOD固定在电极表面共振能量转移效率的测定
  • 2.4 结论
  • 2.5 参考文献
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

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