电化学发光分析法(ECL)由于其灵敏度高、仪器简单、响应迅速、可控性好、背景噪声低及线性范围宽等突出优点,近年来已成为一种强大而有前途的分析方法,目前广泛应用于免疫测定、痕量分析以及临床诊断等众多领域。电化学发光信号主要取决于施加电位的种类、幅度及周期等因素,目前鲁米诺的电化学发光的激发模式惯常采用循环伏安法(CV)或脉冲电位等。然而,这些激发模式或多或少存在着一些不足,影响了ECL灵敏度与稳定性的进一步提高。本课题组之前的研究工作已清楚地揭示了在鲁米诺电化学发光的增敏过程中,活性氧物质(ROSs)扮演着非常重要的角色。电致生成的ROSs之间通过Haber-Weiss反应产生活性最强的1O2,然后1O2把能量传递给鲁米诺的氧化中间体,从而增强其电化学发光。基于上述研究基础,本文建立了一种新型的双恒电位激发模式应用于鲁米诺ECL体系。与当前常用的激发模式相比,该体系可获得更强而稳定的电化学发光信号。接着,为了进一步拓宽其实际应用范围,我们设计构建了一种新型的用于流动注射分析(FIA)的微型双恒电位激发鲁米诺电化学发光流通池,此后又通过对两工作电极分别用二氧化钛纳米管(TiNTs)与铂黑(PB)进行双纳米材料功能化进一步提高其分析性能。主要创新研究成果如下:1.建立了一种新型双恒电位激发鲁米诺电化学发光体系。在该体系中,通过双恒电位仪对两个ITO玻璃工作电极分别施加不同的电解电位,一个工作电极在低电位作用下负责产生足够的ROSs,而另一个工作电极在高电位作用下生成充足的鲁米诺氧化中间体。与惯常采用的CV或脉冲电位等激发模式相比,在ECL反应进程中在工作电极附近会产生更多的ROSs与鲁米诺氧化中间体等活性物质,然后这些活性物质之间可实现能量转移,最终产生强而稳定的电化学发光信号。我们对该体系中双恒电位激发增敏鲁米诺电化学发光的机理也进行了深入的探讨。在优化实验条件的基础上,该ECL体系显示出优秀的灵敏度与稳定性等分析性能,展现出用于实际定量检测的巨大潜力。2.构建了一种新型流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置,其中最核心的部件是一个微型双恒电位激发鲁米诺电化学发光流通池。该流通池体积约为2μL,池厚为100?m,几乎无死体积。此外该新型流通池结构简单,方便组装,易于更换工作电极。四电极体系被紧凑安置在流通池中,一片ITO玻璃充当第一工作电极,铂网电极作为第二工作电极,通过双恒电位仪对两者分别施加工作电位,同样与其他激发模式相比可获得更强的连续稳定的ECL信号。在优化了诸如工作电位、工作电极间的间距以及流速等工作条件后,该装置体现出很好的灵敏度和稳定性,成功用于对H2O2与白藜芦醇的定量检测,对两者的检测限分别为7.4×10-11 mol L-1和8.8?10-8 mol L-1。以白藜芦醇为参照指标,该体系成功用于检测花生的总抗氧化能力。实验结果显示回收率在88.8%到109.1%之间,与标准磷钼兰法相比,两者结果偏差小于±4.8%,证明了该体系的实用可行性。3.构建了一个超灵敏的流动注射电化学发光分析系统。在前述新型ECL流通池的基础上,我们通过同时对两工作电极用TiNTs与PB纳米材料功能化,使其分析性能得到进一步的改进。在ECL池中,一个表面修饰了TiNTs的ITO玻璃片作为第一工作电极,而另一个PB修饰的铂片电极作为第二工作电极。两个不同的工作电位通过双恒电位仪分别施加至两工作电极上以激发产生强而稳定的电化学发光信号。体系对ECL信号增强的乘法效应说明在两工作电极之间存在着协同作用。在优化实验条件的基础上,该体系对H2O2、白藜芦醇以及人血清样品中的多巴胺(DA)显示出极其灵敏的响应。对三种物质的检测限分别为6.6×10-11 mol L-1(H2O2)、2.2?10-8 mol L-1(白藜芦醇)以及3.0?10-8 mol L-1(DA)。测定血清样品中DA含量的回收率在97.3%至105.4%之间。实验结果表明该法是目前相关文献报道最为灵敏的检测方法之一。该体系中双纳米材料功能化使得ECL分析的检测能力得到了进一步的提高。