基于三联吡啶钌新型固定化方法的传感器研究

论文摘要

电化学发光（Electrochemiluminescence, ECL）是一门将传统电化学与化学发光相结合的技术,它在保留化学发光方法拥有的灵敏度高、仪器简单和线性范围宽等特点的同时,也有着可控性好、多信息采集等优点,并日渐成为一种应用广泛的新型分析工具。其中,三联毗啶钌（Ru（bpy）32+）的电化学发光体系因为反应机理简单,在水溶液和有机溶液中发光效率高、溶解度好,应用最为广泛。传统的Ru（bpy）32+电化学发光体系一般是基于液相（尤其是水溶液）中的反应,基于固定化Ru（bpy）32+的固相电化学发光具有节省试剂、可重复使用、发光强度高等优点,各种固定化方法的研究对Ru（bpy）32+修饰电极的应用具有重要意义。基于以上论述,本文开展了以下方面的工作：1.基于巯基—烯基‘’click"反应,构建了基于三联吡啶钌的固相ECL传感器。首先成功合成并表征了烯基功能化的联毗啶钌衍生物Ru’,用巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）处理氧化铟锡（ITO）基底,通过烯基和巯基之间的‘’click"反应成功实现了Ru’的固定化。优化了硅烷化处理时间和‘’click"反应时间对固定化效果的影响,并以三正丙胺为例,研究了传感器对叔胺类物质的电化学发光响应。研究结果表明,该传感器的制备过程简单、快速,且在有机溶剂中具有优良的稳定性,对三正丙胺具有良好的电化学发光响应性能,其有潜力用作液相色谱和毛细管电泳中的固相电化学发光检测器。2.基于电沉积技术,将Ru（bpy）32+直接固定在碳纳米管修饰玻碳电极表面,构建了一种用于检测叔胺类物质的电化学传感器。优化了电沉积过程中循环伏安扫描的循环数,并考察了修饰电极的电化学扫描稳定性。研究结果表明,碳纳米管修饰电极上固定化Ru（bpy）32+具有较高的电化学活性,且修饰电极在水溶液中具有优良的稳定性。采用安培检测法,以三正丙胺为分析物,检验了传感器的响应性能。随后将该传感器用于除草剂氟噻草胺的测定,获得了较好的响应现象和线性范围。该传感器同样也可以用来检测其它含叔胺基团的化合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电化学发光
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 电化学发光分析的特点
• 1.1.3 电化学发光的发展概况
• 1.1.4 电化学发光的基本原理
• 1.1.5 常见的电化学发光体系
• 1.1.6 联吡啶钌类化合物的电化学发光反应体系
• 1.1.7 联吡啶钌的固定化研究
• 1.1.8 三联吡啶钌类电化学发光的应用
• 1.2 点击化学
• 1.2.1 基本概念
• 1.2.2 点击化学的特征
• 1.2.3 点击化学的类型
• 1.2.4 点击化学的应用
• 1.2.5 巯基—烯基的“click”化学反应
• 1.3 本文构思
• 第2章 基于“click”反应的新型联吡啶钌衍生物固定化方法的电化学发光研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和材料
• 3Cl₂的合成'>2.2.2 Ru（bpy’）₃Cl₂的合成
• 3Cl₂修饰ITO电极的制备'>2.2.3 Ru（bpy’）₃Cl₂修饰ITO电极的制备
• 2.2.4 紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱测试
• 2.2.5 电化学和电化学发光测试
• 2.3 结果与讨论
• 3Cl₂溶液的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱表征'>2.3.1 Ru（bpy’）₃Cl₂溶液的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱表征
• 2.3.2 修饰ITO电极的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱表征
• 2.3.3 修饰ITO电极的伏安表征
• 2.3.4 Ru’/MPTMS/ITO电极的电化学稳定性考察
• 2.3.5 反应时间的优化
• 2.3.6 电化学发光检测TPA
• 2.4 本章小结
• 3Cl₂固定化研究'>第3章 基于碳纳米管修饰玻碳电极的Ru（bpy）₃Cl₂固定化研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 修饰电极的制备
• 3.2.4 电化学测试
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 修饰电极的构建
• 3.3.2 修饰电极的电化学表征
• 3.3.3 伏安扫描循环数的影响
• 3.3.4 电沉积复合膜在溶液中的稳定性考察
• 3.3.5 应用电压的影响
• 3.3.6 Ru/CNTs/GCE电极用于三正两胺的安培检测
• 3.3.7 氟噻草胺的检测
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢