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本文首先对化学发光的基本概念、化学发光分析的原理、常见的化学发光体系及催化剂进行简要介绍,综述了活性氧刺激响应材料及化学发光分析在活性氧检测中的应用研究现状。刺激响应性材料由于高度可控、灵敏度高、特异性好、易于精确设计和组装等特点而在近十年来受到广泛关注。目前,单一及多重刺激响应性材料已应用于生物医药、信息技术、催化、智能界面等新兴重要领域。然而,除过氧化草酸盐纳米粒子外,其它化学发光功能化刺激响应性材料却罕见报道。具有优异化学发光性能又包含特定响应基团的复合材料对于提高化学发光分析方法的灵敏度和选择性具有非常重要的意义。基于此,本文探索了 N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI)功能化的Co/Au双金属纳米团簇与活性氧(ROS)刺激响应性聚合物的合成及组装方法,成功制备了新型的活性氧响应性化学发光功能化的复合纳米材料(Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex Nanocomposites),对其形貌、组成、发光特性和机理进行了深入探索,并基于该材料构建了无试剂、无酶催化的活性氧传感器,实现了过氧化氢(H2O2)的高灵敏检测。主要研究内容如下:首先,发展了一种制备Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex纳米复合材料的简单方法。利用谷胱甘肽(GSH)的还原-保护双重作用成功制备了 Co/Au双金属纳米团簇(GSH@Co-AuNCs),通过偶联反应在其表面负载ABEI分子,得到一种新型的化学发光功能化纳米团簇(GSH@Co-AuNCs-ABEI)。通过硼酸酯基(PBAP-CDI)与葡聚糖中羟基的连接得到活性氧敏感的葡聚糖链(Oxi-Dex),而后GSH@Co-AuNCs和Oxi-Dex由疏水相互作用调控实现了快速自组装。利用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、荧光、透射电镜等对GSH@Co-AuNCs-ABEI 和 Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex 纳米复合材料的光学性能、组成和形貌进行了表征。结果表明,该复合材料是具有核壳结构的纳米球体,平均粒径为182.56 nm。其中,内核由GSH@Co-AuNCs-ABEI组成,其合成机理由表征结果推出。常温下HAuCl4和CoCl2与GSH的巯基官能团或其他官能团、反应溶液中的游离阴离子分别配位形成Co(Ⅱ)-Au(Ⅰ)-硫醇盐络合物或Co(Ⅱ)-Au(Ⅰ)-X络合物(X表示非硫醇盐配体)。随后在70℃的高温下,Co(Ⅱ)-Au(Ⅰ)-X络合物被选择性还原为Co(0)和Au(0)纳米核,并被Co(Ⅱ)-Au(Ⅰ)-硫醇盐络合物封闭,然后经聚集形成Co(0)Au(0))@Co(Ⅱ)Au(Ⅰ)-硫醇盐结构。最终,ABEI分子通过共价键固定在Co(Ⅱ)-Au(Ⅰ)-硫醇盐壳的羧基上。通过静态注射系统对材料的化学发光性质进行了研究,发现GSH@Co-AuNCs-ABEI 和 Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex 纳米复合材料在 H2O2存在时都能产生很强的化学发光,发光强度较同浓度的ABEI溶液分别提高了 564倍和128倍。同时二者的化学发光光谱都存在以460 nm为中心的最强发射,与ABEI溶液的一致,表明体系的化学发光均源自激发态ABEI分子。此外,以H2O2为代表,借助动态光散射、冷冻电镜等研究了 Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex纳米复合材料的活性氧响应性能。在活性氧刺激下,复合材料分解,由单分散的球体转变为黏连构型,粒径明显增加。基于此,对Co-AuNCs-ABEI@Oxi-Dex纳米复合材料的发光机理进行了探讨。GSH@Co-AuNCs-ABEI结构中存在的Co(Ⅱ)和Au(O)都能够促进H2O2分解产生活性自由基,同时Au(0))和双金属团簇的结构起到加速电子转移的作用,因此得到了卓越的化学发光信号。但Oxi-Dex在受到H2O2特异性刺激时会氧化形成酚并参与醌甲基化重排,因此复合材料的化学发光强度有所下降且单分散核壳构型被破坏。基于该复合材料优异的化学发光性能和对H2O2的选择性,利用该材料作为传感平台,发展了一个新型无试剂、无酶的过氧化氢传感器。该传感器的线性范围为0.1 nM至10.0 μM,检测限为93.0 pM,具有很好的稳定性、灵敏度和选择性,并且可用于人血清样品中过氧化氢的直接测定。在与异常活性氧水平相关的各种疾病分析诊断方面具有重要的应用潜力。此外,提出的活性氧刺激响应化学发光纳米复合材料的组装策略也可用于指导其它活性氧刺激响应化学发光纳米复合材料的合成和化学发光导向的疾病治疗。