修饰电极电化学发光检测毒品的应用研究

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电化学发光是反应物质在电极表面经高能的电子转移反应产生激发态,激发态回到基态从而发光的过程。其中基于三联吡啶钌(Ru(bpy)32+)的电化学发光法因其具有稳定性好,灵敏度高等优点而受到广泛关注。但在流动体系的ECL检测应用中,Ru(bpy)32+被大量浪费,引起环境的污染和分析成本的增加。由于Ru(bpy)32+在反应中并不消耗,可循环使用,将Ru(bpy)32+固定在电极上,可简化装置,节省试剂。虽然试剂消耗的问题解决了,但是电化学发光法选择性较差,因此需要繁琐的前处理过程,以消除干扰物。分子印迹却是一种具有高度识别性和选择性的新技术。分子印迹从复杂样品中分离富集目标分子,不仅可以消除干扰,而且可以进一步提高方法的灵敏度。本文通过结合电化学发光和分子印迹技术,成功地制备了电化学发光-分子印迹传感器(ECL-MIP传感器),该传感器表现出了非常高的灵敏度,同时具有良好的选择性和重现性。具体内容包括:1.制备Ru(bpy)32+/Nafion/MWCNT修饰电极,并对其进行了优化。当修饰量为3μL,在1×10-3mol/L的Ru(bpy)32+溶液吸附30min时,修饰电极的性能最佳。优化的磷酸盐缓冲溶液的pH为7.1,循环伏安法的扫描速度为0.1V/s,在此条件下对不同浓度的二丁基乙醇胺(DBAE)进行检测,发现电化学发光强度与DBAE浓度的对数(log c)在1.0×10-11~1.0×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系,回归方程为IECL=17.2log c+206,r=0.9967,检出限达到3.5×10-12mol/L时(S/N=3)。使用Ru(bpy)32+/Nafion/MWCNT修饰电极对不同浓度的海洛因、可待因、甲基苯丙胺和麻黄碱分别进行了检测。2.制备溶胶-凝胶分子印迹电化学传感器,并通过正交试验,优化各成分的比例及制备过程的参数,将40μLTEOS、20μLPTMOS、5μL MTMOS、80μL0.004mol/L盐酸溶液混旋60min后陈化12h,然后加入10μL0.01mol/L海洛因水溶液。修饰3μL在玻碳电极上,在20℃环境中干燥6h,然后用50℃的高纯水洗脱。使用此溶胶-凝胶分子印迹电化学传感器,通过DPV法对不同浓度海洛因进行检测,DPV氧化峰电流(I,μA)与浓度(c,mol/L)的对数在1.0×10-10~1.0×10-6mol/L成线性关系,其回归方程为:I(μA)=-0.0395log c-0.392,r=0.9956。3.基于前两章的研究,通过结合电化学发光与分子印迹技术,制作ECL-MIP传感器,并将其应用于海洛因的检测。选用pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液,选择0.1V/s作为最佳扫速,富集时间为5min,在优化条件下ECL-MIP传感器检测的线性范围在1.0×10-14~1.0×10-10mol/L,其回归方程为IECL=36.7log c+550,r=0.9997,检出限达到4.0×10-15mol/L时(S/N=3)。传感器抗干扰能力较强,可直接用于稀释后尿液与唾液中的毒品检测,检出限可达1.35×10-12mol/L。通过采集和吸收海洛因的挥发气体,此传感器可以检测隐藏的海洛因。
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