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荧光素电化学发光、化学发光新体系的性能及应用研究

郑鹄志  
【摘要】:本论文分为两部分:综述和研究报告。第一部分综述了核酸传感器的 研究进展。第二部分建立了荧光素电化学发光新体系和荧光素化学发光新体系, 分别应用于研究家兔体内的铜代谢过程、药物溶出过程和测定尿液中尿酸含量。 核酸是一类生物大分子,在蛋白质的合成和遗传中起着重要作用。核酸传感 器,特别是DNA传感器的研制引起广泛关注。DNA传感器一股以固定化的单链 DNA为分子识别物质。对目标DNA片段(靶序列)进行识别,通过一定的检测 手段进行检测。根据检测方法的不同,可将核酸传感器分为三类:光学核酸传感 器、电化学核酸传感器和压电核酸传感器。光学核酸传感器和电化学核酸传感器 一般需要有杂交指示剂,而压电核酸传感器可以不要杂交指示剂。 在光学核酸传感器的研制中,采用过的检测方法有各种荧光法、表面等离子 体共振法、化学发光法、电化学发光法等,用于固定化探针的基质有光纤、各种 活化膜、电极等。在电化学核酸传感器的研制中,采用过的检测方法有各种伏安 法、电导法、阻抗法、电位法、计时法等。压电核酸传感器则用来检测DNA的 杂交、DNA和蛋白质的交互作用、DNA和药物的交互作用、DNA和烷基化试 剂的作用、光对DNA的损害等。本文还对基因芯片的研究进展进行了评述。共 引用文献 67篇。 首次发现,在碱性条件下,荧光素及其衍生物2,7-二氯荧光染、四溴荧光 素、四氯四碘荧光素在铂阳极表面有电化学发光行为。详细考察了激发电位、PH 值、表面雕剂浓度、内外重原子效应对电化学发光的影响,比较了电化学发光 1 摘要 光谱和荧光光谱。同时,发现铜离子对该电化学发光反应有做化作用,从而描敏 电化学发光,基于此,建立了测定铜的新方法,常见的金属离子对测定无干扰。 在实验的基础上,提出了电化学发光的机理:在实验条件下,溶液小的溶解氧和 OH-在阳极表面反应,产生0。-”:0。-’与炎光素发生氧化还原反应,产生的能瞅攸 荧光素分子到达激发态,激发态荧光聚分于凹刮坯态时以光的形亢绑攸能M,从 而产生电化学发光现象。结合微透析取样技术和流动注肘技术,将本方法川十家 兔血液中铜代谢过程的实时、在线、活体监测。为了捉高灵敏度,引入厂戊洲活 性剂滨化十六烷基三甲铰KTM朋卜再结合电化学缸找和浴出技术,小仪可以 提高灵敏度,而且可以提高选择性。最佳条件下,铜离于在二.sx!0“ho比”’一 2.SXIO币 inolL”’范围内与信号值成线性,校袱曲线线付回归方程为:Y=43.367X- 11.827(n=4回巾0.9997),RS卜3.6o(。=11)。本工作将为寻找in喀学发光试方 提供新的思路。 我们还发现,在碱性条件下,荧光素、****B、CUJ的油合溶浙:]”以与抗 坏血酸发生化学发光反应。脱氢抗坏Jflt酸和侦甜栅不与此混合溶液发生化学发光 反应,尿酸和亚硫酸钠则粹灭此化学发光反应。考察1”I’11伙、农汕汕性刑浓世 和混合化学发光试剂放置时间对发光强度的影响,比较了化学发光光谱和灭光光 谱。提出了化学发光反应的可能机理:荧光索被级化生成级化型炎光淤,讽化地 荧光素与抗坏血酸发生氢转移反应而产生激发态狂光犬,激发态炎光水分-产回到 基态时产生化学发光。基于该化学发光新体系,越立了一种测定抗坏血胶的新方 法,并用于药物溶出实验。利用流动注射在线过滤技术从溶出溶液中职柠,采样 频率可达240h”‘,分析频率可达60h”’.抗坏血酸在5叶”’的范围内与信号值 2成线性,线性回归方程为:y=3.47511 刀55(=6,,0.9949)。RSD-3.4%…叫、抗 坏血酸浓度为25mgL”’卜 荧光素、淡化十六烷基三甲胺(C’*M)、钢离子的混合物与抗约加贴·。丁以 产生化学发光,而尿酸则狩灭该化学发光反应。从于此,控水了化学发光狩灭法 测定人尿液中尿酸含量的新方法。在实验中,将尿样稀释!(m俯,并加入抗坏血 酸使其浓度达到 25 mgL‘,此时尿液中其他共存物对测定无干扰。可能的机圳 为:由于尿酸的最终氧化产物与上述化学发光反应的催化剂铜离子生成络合物 (或尿酸将CU‘“还原为无催化活性的CU“),从而攸化学发光狩灭:溶液小溶解 氧的消耗是化学发光碎灭的另一个原因。本方法结合了流动注射技术,操作简 便,且无须分离。尿酸在 0叶叩L’的浓度范围内与信号值成线性,线性[d归方 程为:y=-306.58x+3557.9(n=5,rvo.990),RS*-1.2%(n=11)。测定结果与医院化 验结果一致。


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