專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)納米金溶膠－凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固態(tài)納米金溶膠-凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器及制備方法。
背景技術(shù)：
電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)(ECL)是電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)中最靈敏的方法，用于藥物分子、氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和核酸的檢測(cè)。其中研究和應(yīng)用較多的是三聯(lián)吡啶釕的電化學(xué)發(fā)光體系。其優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)靈敏度高，線性范圍寬，重現(xiàn)性好，由于三聯(lián)吡啶釕試劑較為昂貴，因此將三聯(lián)吡啶釕固定在電極上制備固態(tài)電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器一直是研究的重點(diǎn)，也是將ECL應(yīng)用于常規(guī)檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題。H.D.Abruna和A.J.Bard在J.Am.Chem.Soc.104(1982)2641發(fā)表了采用電聚合方法在電極的表面生成聚乙烯吡啶釕，并觀察到ECL現(xiàn)象，但電聚合方法復(fù)雜，條件苛刻。N.Egashira等在Chin.J.Chem.17(1999)502提出了采用Nafion膜吸附Ru(bpy)32+分子，但ECL信號(hào)的穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電化學(xué)發(fā)光的固態(tài)納米金溶膠-凝膠檢測(cè)器的制備方法；本發(fā)明的另一目的是提供一種電化學(xué)發(fā)光的固態(tài)納米金溶膠-凝膠。
將發(fā)光分子與有機(jī)硅烷試劑反應(yīng)，有機(jī)硅烷試劑水解形成三維硅溶膠，硅烷酯分子的作用在于鍵合發(fā)光分子和構(gòu)筑高分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硅溶膠與納米金溶膠混合，納米金的加入增強(qiáng)了導(dǎo)電性和發(fā)光的穩(wěn)定性，混合液與聚乙烯醇接枝共聚物混合滴加在電極的表面形成發(fā)光膜。聚乙烯醇接枝共聚物可增強(qiáng)膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，膜經(jīng)固化后粘附在電極的表面形成固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。
本發(fā)明采用金屬絡(luò)合物為電化學(xué)發(fā)光分子，其結(jié)構(gòu)式為M(P)x，其中M是Ru，P為配體，x＝3是配體的個(gè)數(shù)；配體包括聯(lián)吡啶，鄰菲咯啉，二吡啶及以上配體的羧酸衍生物，配體可以相同，也可以不同。
本發(fā)明采用的硅烷酯分子與電化學(xué)發(fā)光分子的分子比例在1∶1～1014之間，聚乙烯醇接枝共聚物濃度范圍在0.1％～50％之間，其與溶膠-凝膠混合的體積比在100～1∶1～100之間。
制備過(guò)程稱(chēng)取1mmol的三聯(lián)吡啶釕衍生物，加入20～40mL的乙睛，在氬氣保護(hù)下加入二氯亞砜，加熱回流1～6個(gè)小時(shí)，得到酰氯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物；減壓蒸餾除去乙睛剩余近2～5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氬氣保護(hù)下，在50～70℃下反應(yīng)10～24小時(shí)，得到硅酯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物；減壓蒸餾除去溶劑，產(chǎn)物溶解于10～20mL丙酮溶劑，按分子比稱(chēng)取該產(chǎn)物加入到10～200nm的金溶膠中，再加入正硅酸甲酯和0.02～0.2M的鹽酸，超聲1～6小時(shí)，經(jīng)水解硅酯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物鍵合到溶膠-凝膠中，再加入50～200uL的5～20％聚乙烯醇接枝共聚物，取10uL溶液滴加到玻碳電極的表面，放置于冰箱中6～24小時(shí)，得到固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。
本發(fā)明適用于固態(tài)電極，其材料可以是金屬電極，如金，鉑；也可以是氧化物電極，如ITO電極；也可以是碳基電極，如玻碳電極，石墨電極。
具體實(shí)施例方式
如下實(shí)施例1稱(chēng)取1.0mmol(4，4’-二羧基-2，2’-聯(lián)吡啶)(二聯(lián)吡啶)釕加入到蒸餾瓶中，加入20mL的乙睛，在氬氣保護(hù)下加入1.1mmol的二氯亞砜，加熱回流6個(gè)小時(shí)，再減壓蒸餾除去乙睛至近5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氬氣保護(hù)下，在60℃下反應(yīng)10小時(shí)。減壓蒸餾除去溶劑，產(chǎn)物溶解于20mL丙酮溶劑，再經(jīng)真空干燥得到標(biāo)記有發(fā)光分子的氨基正硅酸乙酯。取0.1mmol產(chǎn)物溶解于500uL粒徑5nm金溶膠，加入10uL的正硅酸甲酯，50uL的0.02mol/L的鹽酸，超聲1小時(shí)，常溫下放置24小時(shí)，再加入200uL的20％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到直徑4mm的玻碳電極上，放置于冰箱中24小時(shí)，得到固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。
固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器的應(yīng)用草酸的檢測(cè)將電極放入含有10umol/L草酸的0.1M的磷酸鹽溶液中，pH＝9.5，其電化學(xué)循環(huán)伏安曲線及與此對(duì)應(yīng)的發(fā)光-電位曲線如

圖1所示。圖1是草酸的電化學(xué)發(fā)光循環(huán)伏安曲線(A)及對(duì)應(yīng)的發(fā)光電位曲線(B)草酸濃度10umol/L，緩沖溶液0.1M磷酸鹽pH＝6.8，掃速0.1V/s。連續(xù)10次的發(fā)光強(qiáng)度檢測(cè)如圖2所示，10uM的草酸連續(xù)10次檢測(cè)的ECL信號(hào)，檢測(cè)電位1.2V相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8％。證明固態(tài)納米金溶膠凝膠電極相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定。
對(duì)草酸檢測(cè)的工作曲線如圖3所示，檢測(cè)草酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢測(cè)范圍2.0-100 umol/L，相關(guān)系數(shù)0.998，最低檢測(cè)限1.6umol/L。證明固態(tài)納米金溶膠凝膠電極對(duì)草酸的檢測(cè)靈敏度高，線性關(guān)系好。
實(shí)施例2稱(chēng)取1.0mmol(6-酰胺四乙酸-鄰菲咯啉)(二聯(lián)吡啶)釕，加入到蒸餾瓶中，加入40mL乙睛，在氬氣保護(hù)下加入1.1mmol二氯亞砜，加熱回流1個(gè)小時(shí)，再減壓蒸餾除去乙睛至近2mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氬氣保護(hù)下，在60℃下反應(yīng)24小時(shí)。減壓蒸餾除去溶劑，產(chǎn)物溶解于10mL丙酮溶劑，再經(jīng)真空干燥得到標(biāo)記有發(fā)光分子的氨基正硅酸乙酯。取0.01mmol的產(chǎn)物加入100uL的金溶膠，粒徑5nm，100uL的正硅酸甲酯，5uL的0.2mol/L的鹽酸，超聲6小時(shí)，常溫下放置24小時(shí)，再加入50uL的5％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到2mm直徑的鉑電極上，放置于冰箱中6小時(shí)，得到固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。
固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器的應(yīng)用三丙胺(TPA)的檢測(cè)將電極放入含有10umol/L TPA的0.1M磷酸鹽溶液中，pH＝9.5，施加1.3V的檢測(cè)電位，連續(xù)六次的ECL強(qiáng)度如圖4所示。圖4是10的TPA連續(xù)6次檢測(cè)的ECL信號(hào)，緩沖溶液0.1M磷酸鹽pH＝9.5，由圖可見(jiàn)，該檢測(cè)器對(duì)TPA檢測(cè)具有很好的穩(wěn)定性。
實(shí)施例3稱(chēng)取1.0mmol(6-酰胺四乙酸-鄰菲咯啉)(二鄰菲咯啉)釕，加入到蒸餾瓶中，加入30mL乙睛，在氬氣保護(hù)下加入1.1mmol二氯亞砜，加熱回流3個(gè)小時(shí)，再減壓蒸餾除去乙睛至近4mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氬氣保護(hù)下，在60℃下反應(yīng)12小時(shí)。減壓蒸餾除去溶劑，產(chǎn)物溶解于15mL丙酮溶劑，再經(jīng)真空干燥得到標(biāo)記有發(fā)光分子的氨基正硅酸乙酯。取該產(chǎn)物0.001mmol加入100uL粒徑5nm的金溶膠，100uL的正硅酸甲酯，2uL的0.2mol/L的鹽酸，超聲4小時(shí)，常溫下放置16小時(shí)，再加入20uL的15％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到2mm直徑的鉑電極上，放置于冰箱中24小時(shí)，得到固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。使用該檢測(cè)器對(duì)脯胺酸的檢測(cè)靈敏度達(dá)1.0μmol/L，檢測(cè)范圍1.0～1000μmol/L。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)發(fā)光的固態(tài)納米金溶膠-凝膠，其結(jié)構(gòu)式為M(P)x，其中M是Ru，P為配體，x＝3是配體的個(gè)數(shù)；配體包括聯(lián)吡啶，鄰菲咯啉或這些配體的羧酸衍生物，配體可以相同，也可以不同。
2.一種電化學(xué)發(fā)光的固態(tài)納米金溶膠-凝膠，其特征在于配體為聯(lián)吡啶，鄰菲咯啉。
3.一種電化學(xué)發(fā)光的固態(tài)納米金溶膠-凝膠，其特征在于配體的羧酸衍生物為(4，4’-二羧基-2，2’-聯(lián)吡啶)(二聯(lián)吡啶)釕、(6-酰胺四乙酸-鄰菲咯啉)(二鄰菲咯啉)釕。
4.一種固態(tài)納米金溶膠-凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器的制備方法，其特征在于采用的硅烷酯分子與電化學(xué)發(fā)光分子的分子比例在1∶1～1014之間，聚乙烯醇接枝共聚物濃度范圍在0.1％～50％之間，其與溶膠-凝膠混合的體積比在100～1∶1～100之間；制備過(guò)程稱(chēng)取1mmol的三聯(lián)吡啶釕衍生物，加入20～40mL的乙睛，在氬氣保護(hù)下加入二氯亞砜，加熱回流1～6個(gè)小時(shí)，得到酰氯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物；減壓蒸餾除去乙睛剩余近2～5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氬氣保護(hù)下，在50～70℃下反應(yīng)10～24小時(shí)，得到硅酯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物；減壓蒸餾除去溶劑，產(chǎn)物溶解于10～20mL丙酮溶劑，按分子比稱(chēng)取該產(chǎn)物加入到10～200nm的金溶膠中，再加入正硅酸甲酯和0.02～0.2M的鹽酸，超聲1～6小時(shí)，經(jīng)水解硅酯化的三聯(lián)吡啶釕衍生物鍵合到溶膠-凝膠中，再加入50～200uL的5～20％聚乙烯醇接枝共聚物，取10uL溶液滴加到玻碳電極的表面，放置于冰箱中6～24小時(shí)，得到固態(tài)納米金溶膠凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明屬于固態(tài)納米金溶膠－凝膠電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器及制備方法。采用金屬絡(luò)合物為電化學(xué)發(fā)光分子,其結(jié)構(gòu)式為M(P)
文檔編號(hào)G01N27/327GK1379239SQ02116460
公開(kāi)日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者曹衛(wèi)東, 齊力, 郟建波, 董紹俊, 楊秀榮, 汪爾康 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所