毛细管电泳法-电致化学发光

苏州大学研究生考试答卷封面

考试科目：考试得分：________________ 院别：材料与化学化工学部专业：分析化学

学生姓名：饶海英学号：20114209033

授课教师：

考试日期：2012 年 1 月 6 日

毛细管电泳-电致化学发光联用技术在分析上的应用趋势

摘要：电致化学发光(ECL)方法已经在HPLC和流动注射、免疫分析、DNA探针分析应用，成功用于疾病诊断、临床分析、DNA测序等领域。近些年，该技术已成功与毛细管电泳(CE)技术联用，显示出快速，高效，灵敏等优点，本文论以ECL-CE联用技术在药物分析方面的研究进行了总结，并且展望了该联用技术的发展前景。

关键词：毛细管电泳分离电致化学发光

毛细管电泳法(CE)作为一种新型微量分离技术, 具有分离效率高、分析速度快、样品消耗量少、装置简单等优点, 已广泛应用于复杂物质分离检测中。由于其进样量低( nL级) , 因此对检测器的灵敏度有较高的要求。发展高选择性、高灵敏度的检测技术用于CE成为分析科学的研究热点。电致化学发光( ECL)是电化学技术和化学发光方法结合在一起的一种高灵敏检测新技术, 具有灵敏、原位、高选择性和高重复性等优点。将CE与ECL联用, 兼有CE的高分离率及ECL的高灵敏度等特点, 可直接用于样品中微量组分的分离和测定[ 1]。因此, CE-ECL在药物分析、生物样品分析、环境分析、食品分析等各领域得到了越来越广泛的应用。

1 毛细管电泳-电致化学发光联用技术概述

1.1 CE-ECL技术的原理

电致化学发光或电化学发光( Electrogenerate Chemilumnescence or Electrochemiluminescence ,简称ECL) 是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,其基本过程是在电极表面产生电活性物质经历电子转移反应形成激发态，之后激发态能量一光的形式释放出来，利用检测器对光信号进行检测，对物质定性定量的分析。ECL是化学发光与电化学相互渗透的产物,因此它不但保留了化学发光分析的诸多优点,同时还充分表现出电化学分析的一些特点,是一种可以集成多种技术优势, 综合性很强的技术。

许多试剂能产生电化学发光,但是只有几种类型的电化学发光反应可以在实际中得以应用,按照发光试剂的种类,电化学发光体系可以分为酰肼、吖啶、多环

芳香烃、过氧化草酸酯和金属配合物五类。这类化合物主要是联吡啶类［M(bpy)32+]化台物如Ru(bpy)32+、Os(bpy)32+、Cr(bpy)32+等。这类化合物的代表是Ru(bpy)32+，它具有水溶性好，试剂稳定，发光效率高等优点，在测定氨基酸肽、醇类等含氨、含羟基化台物中有广泛的应用。Ru(bpy)32+的化学发光最早于1966年被Lytle等发现。

毛细管电泳技术是近年发展起来的一项新型分析技术,兼有电泳和色谱技术的双重优点, 以毛细管为分离通道, 以高压直流电场为驱动力, 以样品的多种特性( 电荷大小、等电点、极性、亲和行为、各组分之间淌度、相分配特性等) 为依据的液相分离分析技术。因而以高效、高速、高灵敏度、高自动化以及样品和试剂耗用量少、成体低、前处理简单、抗污染能力强等一系列优点, 广泛应用于药物研究和分析之中。

CE是以毛细管为分离通道、以高压电场为驱动力, 依据样品中各组分间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类分离技术。ECL是通过施加一定的电压进行电化学反应, 在电极表面产生一些特殊的物质, 然后这些电生物质之间或电生物质与体系中某些组分之间通过电子传递形成激发态, 由激发态返回到基态或

跃迁到较低能级的另外激发态而产生的一种发光现象。例如, 二价的联吡啶钌Ru(bpy)32+ ，当正负阶跃脉加于工作电极上时，Ru(bpy)32+被氧化还原: Ru(bpy)32+-e一Ru(bpy)33+氧化

Ru(bpy)32++e一Ru(bpy)3＋还原

Ru(bpy)33+与Ru(bpy)3＋反应形成激发态的Ru(bpy)32+*

Ru(bpy)33++ Ru(bpy)3＋Ru(bpy)32+*电子转移

Ru(bpy)32+*Ru(bpy)32++hγ(λ＝610 nm) 化学发光

通过电极反应失去一个电子产生Ru(bpy)33+, Ru(bpy)33+与从CE分离出的检测对象反应产生一个自由基, 该自由基与Ru(bpy)33+反应形成激发态发光体。当激发态发光体返回基态或跃迁到较低能级的另外激发态时, 便发出光子, 作为电泳峰被放大并记录下来。研究发现发光信号受分析物的电化学发光活性、缓冲溶液的pH等参数影响。

1.2 CE-ECL的模式

CE-ECL主要有四种模式：毛细管区带电泳-ECL(CZE-ECL)，胶束电动色谱

-ECL(MEKC-ECL)，毛细管电色谱-ECL(CEC-ECL)以及非水毛细管电泳

-ECL(NACE-ECL)[2]。其中CZE-ECL最简单，也最常见。

毛细管区带电泳(CZE)-电化学发光(ECL)CZE是毛细管电泳中最简单的一种模式。它是通过在充满具有一定缓冲能力的电解质溶液的毛细管柱中，依靠样品中不同荷质比大小的组分在外加电场的作用下迁移速度不同而实现分离。CZE只能分离带电荷的物质而不能分离中性物质。但是CZE和ECL联用使得分离和检测产生冲突：Ru(bpy)32+ECL 检测的最佳pH值一般为7.5±1.5，而大多数胺类物质在此pH值范围都是成中性状态，因此CZE在这种情况下不能实现很好的分离；除非在酸性条件下才能实现好的分离，但是在酸性条件下ECL检测灵敏度大大降低。为了能实现好的分离效果和高灵敏度的检测，近来又出现了以下三种模式：胶束电动色谱(MEKC)-电化学发光(ECL), 毛细管电色谱(CEC)-电化学发光(ECL), 非水毛细管电泳(NACE)-电化学发光(ECL)

2 CE-ECL 技术的发展

CE是20世纪80年代后期迅速发展起来的一项液相分离分析技术, 被誉为20 世纪90年代最重要的分离分析方法之一。1983年Jongenson等[4]使用75μm内径的熔融石英毛细管做毛细管区带电泳, 以电迁移进样, 结合荧光检测, 在30 kV 电压下产生了4 ×105个N·m-1理论塔板数的空前高分离效率, 从而奠定了现代CE技术的基础。此后CE技术得到了迅猛的发展, 各种分离模式相继提出, 掀起CE研究的高潮。CE在生命科学领域中的应用最为广泛, 包括从人类基因组DNA测序到氨基酸、核酸等生物分子的检测等。

近年来CE的应用扩展到药物化学、食品化学、环境化学、毒物学、医学和法医学等领域。CE中应用较多的检测器有荧光、质谱、电化学、光度法和核磁共振检测器等。有的仪器昂贵或实际应用范围窄( 如激光诱导荧光检测器) 。质谱和核磁共振等与CE联用技术, 检测灵敏度很高, 可是, 这些检测器除了价格昂贵之外, 还需要其他比较复杂的配套装置, 操作和维修都不方便。80 年代的重大发现之一是Ru(bpy)32+的电化学发光。

早在1965年, Kuw ana 等率先开展了鲁米诺的电化学发光机理的研究; 1987 年Noff singer等[5]报道了Ru(bpy)32+烷基胺的ECL, 指出ECL强度与胺本身结构有关。联吡啶钌的水溶性好, 化学、电化学和光化学性能稳定, 且能在水溶液中进

行ECL反应, 能检测多种物质, 如草酸、氨基酸、烷基胺、环状胺、芳香胺、药物、蛋白质和DNA等。由于ECL是利用电解技术在电极表面产生某些氧化还原物质而导致的化学发光, 所以它保留了化学发光所具有的灵敏度高、线性范围宽、观察方便和仪器简单等优点; 同时还容易控制、可进行原位( in situ)发光, 一些试剂可以重复使用, 当多种组分同时存在时, 可以施加不同波形、不同电压信号进行选择性测定, 特别是对于使用不稳定氧化物及产生短寿命激发态的化学发光, 更具有灵敏度高的优点。

CE-ECL联用技术最早由Forbes等[5]于1997年提出, 即把CE与Ru(bpy)32+

-ECL结合检测了-受体阻断剂。在国内, 汪尔康领导的小组最早开展CE-ECL方面的工作, 研制了具有自主知识产权的CE-ECL 仪器, 进行了含氮药物的临床分析、帕金森氏症和痴呆症治疗药物普环啶和本海索等多种药物的分析应用。他们还利用CE-ECL进行了药物代谢动力学、药物与蛋白质作用等方面的研究。实践证明, CE-ECL技术作为一种高效、高灵敏的新技术, 在许多领域都体现出了其优势。

3 毛细管电泳-化学发光联用在药物分析中的应用

在毛细管电泳- 化学发光分析中,发光试剂与催化剂以一定的速度混合,得到一定强度的持续光信号,经过电泳毛细管分离的分析物在柱后与发光试剂相遇,对发光强度产生影响,通过光信号的变化对分析物进行检测。当分析物没有化学发光活性,通常需要对其进行衍生或是采用间接化学发光检测。

何友昭等[ 7 ]采用毛细管电泳- 化学发光联用系统和鲁米诺- 铁氰化钾间接

化学发光法,分离了绿原酸和芸香苷。对两端电极池作了改进,检出限达到114 ×10 - 5 mol·L - 1 ,比毛细管电泳- 紫外吸收法降低约2个数量级。李欣欣等[ 8 ]利用儿茶酚胺及儿茶酚淬灭Luminol - K3 Fe (CN) 6体系发光的原理,用毛细管电泳- 化学发光联用技术分离测定了3种儿茶酚胺和儿茶酚。在最佳条件下测得多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素和儿茶酚的检出限分别为0133、118、214和0112μmol·L - 1。Zhao等[ 9 ]利用喹诺酮类药物可以被Ce ( IV)- SO32-体系在酸性条件下释放的化学能所激发,从而产生弱的化学发光现象,而稀土元素Tb( III)对Ce ( IV)- SO32–发光体系有较强的增敏作用,建立了Tb( III) - Ce ( IV) - 亚硫酸钠化学发光体系检测诺氟沙星和普卢利沙星的方法,检出限分别为517 ×10 - 8 g·mL - 1和814 ×10 -

8g·mL - 1。Zhao等[ 10 ]利用间羟舒喘宁在碱性条件下对luminol - K3 Fe (CN) 6体系的增敏作用,与毛细管电泳结合测定间羟舒喘宁,检出限达310 ×10 - 8 mol·L - 1。甘婷婷等[ 11 ]利用贝诺酯的活性代谢物扑热息痛在luminol - K3 Fe (CN) 6发光体系中可与K3 Fe (CN) 6反应,消耗部分K3 Fe (CN) 6 导致体系的发光强度降低这一

性质,采用自组装的无液流脉冲的CE-CL装置,对贝诺酯灌胃后家兔血液中的扑热息痛进行分析,测定了给药一段时间后家兔血浆中扑热息痛的血药浓度,得到了较好的结果。

4 毛细管电泳-电致化学发光技术展望

CE-EC技术作为一种高效、高灵敏分析技术已广泛用于电活性或电化学发光活性物质的分析,对于紫外吸收较弱物质的分析更有特色。当前, 生命科学、环境科学、药物学等的发展正呈现出一个与应用研究和产业开发越来越紧密的趋势, CE-EC技术将迎合这种发展趋势, 成为推动相关学科和产业发展的力量, 将带来巨大的社会和经济利益。 CE作为一种生化分离技术已经得到较广泛的研究和应用，可以预见将对蛋白质组学研究起很大的促进作用；ECL方法在免疫和DNA 探针分析中的应用说明ECL方法是生物分析领域中很可靠的检测技术。汪尔康等人将两种分析技术结合，发挥其高效率分离，高灵敏度检测的优点，满足实际分析的需求。他们已设计研制成ECL仪和CE-ECL仪，并预期可以批量生产，这是发展ECL和CE-ECL的基础。

近年来, CE尤其是在其基础上发展起来的微流控芯片技术, 在临床诊断、重大疾病标识物的筛选与检测方面也获得越来越多的关注。利用CE-ECL仪，进行含叔胺基团药物的分析,并进一步发展这种技术，结合分子生物学、临床医学、药物学等领域的相关研究，将其应用于临床诊断，重大疾病标识物的筛选与检测。生命科学的发展当前正呈现一个与应用研究和产业开发越来越紧密的态势，许多研究成果可直接变为具有高利润的商业数据库，基因或蛋白质的信息已成为各大药物公司追求的目标。而CE-ECL仪器和分析技术将迎合这种发展趋势，成为推动生命科学发展的力量，带来巨大的社会和经济利益。可以预言, 随着CE-ECL 技术的不断发展, 它将在复杂物质分离检测中拥有愈来愈广阔的应用前景。

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DNA电致化学发光分析方法研究

DNA电致化学发光分析方法研究电致化学发光(ECL)是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,它是化学发光与电化学相结合的产物,兼具化学发光和电化学分析的优点,同时又延伸出一些独特的优势,例如灵敏度高、抗干扰能力强、重现性好、可进行原位现场分析、动态范围宽等。自2002年有关Si纳米粒子的ECL研究被报道以来,半导体纳米晶(SNCs)作为新型的ECL材料近年来备受关注。与传统的分子发射物相比,半导体纳米晶有着独特的优点,例如尺寸/表面缺陷控制的发光、无光漂白、稳定性好。因此,基于半导体纳米晶的ECL已经被广泛地应用于生物传感和生物分析中。本论文研究了多种SNCs的ECL性能,并以这些物质为ECL发光体,结合DNA杂交技术、界面能量转移技术和酶的循环放大技术,实现了 DNA的序列识别及含量测定,为新型DNA传感器的开发提供了新的思路和方法。1.基于金纳米粒子和等温循环双重放大的超灵敏ECL法检测DNA将具有等温放大效应的“DNA机器”与Au 纳米粒子对CdS半导体纳米晶膜ECL距离可控的猝灭与增强现象相结合,发展了一种新型超灵敏的ECL DNA传感界面。 ECL体系中的这种界面能量转移给生物识别元件的转换提供了一种新的方法,且等温DNA放大反应可以在室温条件下进行,因此避免了热循环的一些要求。此研究结果不仅为超低浓度DNA检测提供了一种新的方法,还给DNA生物传感器对其他分析物的检测带来广阔的应用前景。2.基于等温循环放大和双纳米粒子标记的三茎式探针的超灵敏单核苷酸多态性ECL检测方法基于等温循环协助的标记有Au和CdTe两种纳米粒子(NPs)的三茎式探针,我们研发了一种新型的电致化学发光(ECL)检测单核昔酸多态性的方法。

毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展

信阳师范学院研究生课程论文 2014—2015学年第1学期毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展提交日期：2015 年 1 月 6 日研究生签名：

毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展姓名：学号：2 摘要：生命与健康是关系人类生活和可持续发展的永恒话题。为了检测食品中的有毒物质和人类身体内的有害物质，并达到快速检测和灵敏度高的目的，毛细管电泳(CE)和电化学发光(ECL)技术相结合的方法应运而生。这种方法充分利用了CE技术快速、灵敏、需样量少的优点及ECL线性范围宽和仪器简单的特点，使其在生命和医药等方面得到了广泛的应用。关键词：毛细管电泳；电化学发光；生命；医药引言毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis，CE)也叫做高效毛细管电泳(HPCE)，是二十世纪八十年代问世的高效液相分离法之一[1]，是将经典的电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。它是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，以样品的多种特性(大小、电荷、等电点、极性、亲和行为、相分配特性等)为依据的液相微分离分析技术。与传统的分离分析方法相比，毛细管电泳显著特点是简单、高效、快速和微量。另外，毛细管电泳还有经济、清洁、易于自动化和环境污染小等优点。因此，毛细管电泳迅速发展为高效的分离和检测技术，广泛应用于物质的检测与分离。电化学发光(electrochemiluminescence，ECL)是指电极表面通过电子的转移形成激发态，电子从激发态返回基态而产生的发光过程[2]，由电极上施加的电压所引发和控制[3]，以电激发为驱动力，通过电化学反应产生光信号。因此，电化学发光兼有化学发光的特点，是一种可控性强，灵敏度高的检测方法。将毛细管电泳和电化学发光技术联用，产生了毛细管电泳-电化学发光检测技术(CE-ECL)，该技术兼有CE微量、迅速、高效及ECL高选择性、高灵敏等特点。这些特点使CE-ECL检测技术在药物分析、生命分析等领域应用越来越广泛，在实际样品的分离和分析工作中也发挥着重要的作用。本文主要简述毛细管电泳-电化学发光联用技术在各个领域的应用进展。 1. 毛细管电泳-电化学发光联用技术

外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品

毕业设计（论文）外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法在无机元素中的应用

电化学检测法在毛细管电泳和无机元素中的应用摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。目录： 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。相对套色板离子法来说（其他和以前一般化的检测方法）他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难，而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到，或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。关于这一情况或许有两种解释。首先由于高性能流体套色板的广泛应用，我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法，许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上

毛细管电泳及其应用

毛细管电泳及其应用摘要：毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis, CE)，是近二十年来发展最为迅速的新型液相分离分析技术之一。CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容，是继高效液相色谱之后的又一重大进展，具有分离效率高、简单、经济、快速和微量、自动化程度高等优点。毛细管电泳这些特点使其成为一种极为有效的分离技术，目前已是生命科学及其它学科中一种常用的分析手段，已广泛应用于蛋白质、氨基酸、无机离子、有机化合物等的分离分析。关键词：毛细管电泳，分离效率高，生命科学引言毛细管电泳是在传统电泳技术的基础上逐步发展起来的。电泳技术的出现可以追溯到100多年前[1]。1807-1809年，俄国物理学家F.F.Reuss首次发现黏土颗粒的电迁移现象，并开始研究带电粒子在电场中的电迁移行为，测定它们的迁移速度。起初电泳只是作为一种物理化学现象来研究。电泳真正意义上进入分析化学被视为一种重要意义的技术，是在瑞士化学家Tiselius[2]公布了移动界面电泳技术的细节之后。他首先将电泳现象成功的应用于人血清的分离，获得了多种血清蛋白，他制成第一台电泳仪，并进行自由溶液电泳。Tisedius对电泳技术的发展和应用所做的巨大贡献，使他获得了1948年诺贝尔化学奖。但是传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热。1967年Hjerten[3]最先使用慢速旋转的内径为3 mm的石英玻璃管进行自由溶波电泳，以UV进行检测，成功地分离了蛋白质、多肽、无机离子、有机离子等，Hjerten最早证明可以把高电场用于细内径的毛细管电泳，但他没有完全克服传统电泳的弊端。1974年Virtanen提出使用细毛细管提高分离效率，阐明电渗流就像泵一样可以驱动液体流过毛细管，并说明了使用更细内径的毛细管做毛细管电泳的特点。1979年Everaerts和Mikkers[4]使用内径为200μm聚四氟乙烯毛细管，提高了毛细管的分离效率，成功分离了16种有机酸。1981年Jorgenson和Luckas[5]发表了划时代的研究工作，采用内径为75μm 石英毛细管进行实验，采用高电场电迁移进样，以灵敏的荧光检测器进行检测，使丹酞化氨基酸高效、快速分离，首次获得理论塔板数高达4x105/m的柱效。Jorgenson和Lucas等人的开创性工作，使CE发生了根本性的变革，标志着CE从此跨入高效毛细管电泳时代。 1983年Hjerten[6]将毛细管的内壁填充聚丙烯酰胺凝胶并将其用于毛细管电泳分离，发展了毛细管凝胶电泳(CGE)。CGE具有极高的分辨本领。凝胶作为支持介质的引入大大促进了电泳技术的发展，可用于蛋白质碎片的分离及DNA序列的快速分析。 1984年Terabe等[7]将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电泳的重要分支—胶束电动毛细管色谱(MECC)。他首次将表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)加入缓冲液中，在溶液中形成离子胶束作假固定相，实现了中性离子的分离，目前，MEKC己成为应用非常广泛的电泳模式之一。1985年Hjerten[8]等把平板等电聚焦电泳过程转移到毛细管内进行，发展了等电聚焦毛细管电泳(CIEF)。他是将带有两性基团的样品、载体两性电解质、缓冲剂和辅助添加剂的混合物注入毛细管内[9]，当在毛细管两端加上直流电压时，载体两性电解质可以在管内形成一定范围的pH梯度，从而达到使复杂样品中各组分分离的目的。1987年，Karger等[10]对凝胶填充技术进行了改进，优化了CGE技术,极大提高了其分离效率并阐明了用小内径毛细管可进行毛细管凝胶电泳。同年Smith等[11]将毛细管通过电喷射接口与质谱相连，从而实现了质谱和毛细管电泳联用的检测法，毛细管电泳-电喷雾质谱联用技术以其高效及高准确性被广泛应用于很多领域。毛细管电泳根据分离机理和介质不同，具有多种分离模式，每种模式的选择性不同。毛细管电泳现有以下六种经典分离模式：毛细管区带电泳(Capillary Zone Electrophoresis, CZE)，CZE是毛细管电泳中应用最广泛的一种分离模式，CZE用以分析带电溶质，其分离机理是基

纳米粒子参与的电致化学发光研究进展

第28卷第1期新乡学院学报：自然科学版 2011年2月V ol. 28 No. 1 Journal of Xinxiang University: Natural Science Edition Feb. 2011 纳米粒子参与的电致化学发光研究进展董永平，张净（安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山 243002）摘要：综述了近几年纳米粒子参与的以及纳米粒子修饰电极上的电致化学发光研究的进展情况，评述了金纳米粒子参与的液相电致化学发光与化学发光以及金纳米粒子修饰电极上的电致化学发光的研究进展，展望了纳米粒子参与的电致化学发光的发展前景。关键词：纳米粒子；电致化学发光；液相电致化学发光；金纳米粒子修饰电极中图分类号：O657.1；O657.3文献标志码：A文章编号：1674–3326(2011)01–0033–05 Research Progress in Nanoparticle-involved Electrogenerated Chemiluminescence DONG Yong-ping, ZHANG Jing (College of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan 243002, China) Abstract: The research progresses in nanoparticle-involved electrogenerated chemiluminescence and electrogenerated chemiluminescence based on nanoparticle modified electrode, especially the development of gold nanoparticle-involved liquid phase chemiluminescence and electrogenerated chemiluminescence and electrogenerated chemiluminescence based on gold nanoparticle modified electrode, have been reviewed. The prospect of the development of nanoparticle-involved electrogenerated chemiluminescence was also discussed. Key words: nanoparticle; electrogenerated chemiluminescence; liquid phase electrochemiluminescence; gold nanoparticles modified electrode 0引言化学发光现象是在化学反应过程中产生的光发射，几年来在多个领域中得到了广泛的应用。电致化学发光分析法(ECL)是在电极上加一定的电压或电流信号进行电解，反应产物相互之间或产物与体系中的共存组分间发生化学发光反应，通过测量发光光谱或发光强度，分析研究体系中的物质组成、形状、反应历程的一种方法。电致化学发光是由电化学和化学发光(CL)相互渗透形成的，因此，具有荧光分析和化学发光分析的性质，同时，还具有电化学的一些性质。电致化学发光的优点主要有：具有高的灵敏度、宽的线性范围、强抗干扰能力，设备简单、操作简便，可同色谱和电泳技术联用检测分离物，可进行原位现场分析，对发光反应机理的研究有着独特的优越性；某些分析物能通过电化学过程再生循环参与发光反应，从而大大提高灵敏度；对于不稳定的化学发光试剂以及ECL所需的活性物种，可以在电极表面现场产生，可以通过改变电极电位来控制CL反应的发生、进行的速率甚至反应历程；通过改变电极电位可实现对发光反应的“开关”等[1]。虽然电致化学发光具有众多优点，但由于电致化学发光中产生激励电信号所用的传统电极如金、铂和玻碳电极的表面容易吸附溶液中的反应物，对分析的灵敏度和重现性带来很大的影响，从而限制了电致化学发光分析法在分析检测中的应用。为了消除这一缺陷，很多研究人员开展了许多尝试性工作，其中最为普遍的工作是对电极进行预极化处理[2－5]。尽管如此，仍不能保证每次实验结果的重现性，在这种情况下，化学修饰电极成了一种非常有吸引力的技术。因为化学修饰电极突破了传统电化学只限于收稿日期：2010-11-18 修回日期：2011-01-10 作者简介：董永平(1973－)，男，安徽寿县人。副教授，博士，研究方向：电分析化学。E-mail: dongyp@https://www.360docs.net/doc/ef7176583.html,。

电气工程与自动化专业外文翻译(中文)--毛细管电泳电化学检测方法在无机元素中的应用(节选)

中文5300字毕业设计（论文）外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法在无机元素中的应用出处：Journal of Chromatography A, 1999, 834(1): 89-101

电化学检测法在毛细管电泳和无机元素中的应用 Thomas Kappes, Peter C. Hauser 摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。目录： 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10

电致化学发光研究的新材料和新方法-厦门大学

第23卷第12期2011年12月化　学　进　展 PROGRESS IN CHEMISTRY Vol.23No.12　Dec.2011 收稿:2011年3月,收修改稿:2011年5月　?国家自然科学基金面上项目(No.21175112)资助??Corresponding author　e?mail:xichen@https://www.360docs.net/doc/ef7176583.html, 电致化学发光研究的新材料和新方法? 罗　峰1　林志杰2　陈　曦2?? (1.福建省计量科学研究院　福州350003; 2.厦门大学化学化工学院化学系　厦门361005) 摘　要　由于方法的使用范围广、光学系统简单和操作容易,电致化学发光(ECL )得到人们的广泛重视。随着对ECL 研究的深入,ECL 研究所涉及的领域和层面已有很大的扩展,特别是近十年来,ECL 研究发展更为迅猛。除ECL 理论研究外,为了适应分析检测的应用的需求,ECL 在新材料、新实验技术和方法方面出现了许多的研究报道。本文综述最近几年来ECL 研究在新材料应用和新实验技术的开发方面的一些进展,包括纳微米材料和量子点材料在ECL 方面的研究,同时对固态ECL 和基于三原色(RGB )机理的可视化ECL 研究进展,进行了一些讨论。最后,综述展望纳米和量子点材料修饰电极ECL 的研究和应用的前景。关键词　电致化学发光　新材料　新方法中图分类号:O667.39　文献标识码:A　文章编号:1005?281X(2011)12?2588?10 Novel Materials and Approaches for Electrochemiluminescence Studies Luo Feng 1　Lin Zhijie 2　Chen Xi 2?? (1.Fujian Research Institute of Metric Science,Fuzhou 350003,China; 2.Department of Chemistry,College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University,Xiamen 361005,China) Abstract Electrochemiluminescence (ECL)approaches have been received great attention due to their versatility,simplified optical setup,and good temporal and spatial control.With the extension of ECL study,ECL has been applied in a lot of fields,and got great development in recent ten years.Besides their theory studies,to meet the ECL analytical applications,there have been many reports on new materials and approaches for ECL study.In this review,we focus on the ECL applications of new materials and techniques and summary the recent development of ECL,including nano?micro and quantum dot materials for ECL studies.In addition,solid?state ECL and visible ECL approaches based on red?green?blue(RGB)tri?color system are also discussed.Finally,the prospect of ECL studies and applications using nano or quantum dot modified electrodes is presented. Key words electrochemiluminescence;new materials;new approaches Contents 1　Introduction 2　New ECL materials 2.1　Metal complexes 2.2　Nano?micro materials based on Ru complexes 2.3　Quantum dot materials for ECL 3　New development of ECL techniques 3.1　Solid?state ECL 3.2　New approaches of ECL for bio?analysis 3.3　Visible ECL technique 4　Conclusions and outlook

毛细管电泳摘录总结

下面是对毛细管电泳的摘录总结，并非自己创作，非占有版权产品可广泛应用于遗传分析，疾病检测，以及食品鉴定等。可对多重PCR产物进行病原微生物检测，动植物SSR标记检测，转基因食品及动植物检测，SNP, Microsatellites, RFLP, STR 等。新型生物药物的质量保证/质量控制、环境分析、食品安全和生命科学等领域。白质、DNA、细胞、免疫等前沿领域的科学研究提供了一个新的多功能分析平台，也为一些重大疾病的早期诊断和医治提供了有力的支撑，是我国电分析化学领域。汇聚电分析化学、分离科学、电子工程、物理、自动化控制和机械加工等方面的专家及技术人员，历时三年多研制而成，广泛应用于生命科学、医药科学、分子生物学、环境科学及单细胞、单分子分析等领域。可广泛用于无机离子、药物、生物、环境分析以及氨基酸、蛋白质、DNA分离分析。对映异构体的手性分子分离；中药成分鉴定及杂质测定等；糖及其缀和物的分析（单糖组成的测定等）；核酸及碎片分析（片段分离，DNA测定，基因分析）；蛋白质或核酸的分子的相互作用。与传统的电泳技术一样，CE的主要应用领域是生命科学，分离对象主要涉及氨基酸、多肽、蛋白质、核酸等生物分子。CE技术一开始就紧紧地结合这一重点应用领域，开展了消除管壁吸附、提高分离度等一系列的研究。至今，CE分离蛋白质有了很大的进展，分离效率达到了105～106理论塔板数。样品已从模型蛋白质转到生物工程等实际样品。对蛋白质结构分析具有重要意义的“肽图”(Peptide mapping)，对人体基因工程有决定性作用的DNA测序等许多当代生命科学中的分离分析问题，CE都已涉足，而且将日益向深度和广度扩展。由于HPCE具有高效、快速和样品用量少等特点，在应用于生命科学的同时，近年来迅速扩展到其它领域，包括食品化学、药物化学、环境化学、毒物学、医学和法医学等。用CE分离无机离子，可在1.8min内分离18种阳离子，3min内分离30种阴离子，它在无机离子分离方面无以伦比的能力，使已盛行十几年的离子色谱黯然失色。CE分离有机分子、药物分子，特别是手性分子和生物大分子方面的能力，也对HPLC地位提出了严峻的挑战。核酸的分析核酸是基本遗传物质。HPCE对DNA、RNA及其水解产物核苷酸等的分离研究是热门课题之一。用MECC在40min以内分离出14种核酸成分。采用动态pH梯度将CZE扩展到具有不同pK值混合物，分离出11种嘌呤和嘧啶混合物。从水解的RNA中用CZE在5min以内分离

毛细管电泳法测定毛发中氨基酸

毛细管电泳电化学检测分离测定毛发中的色氨酸酪氨酸和半胱氨酸 1.试验部分 1.1仪器与试剂毛细管电泳-电化学检测系统(CE - ED) 为自组装, 包括±30 kV 高压电源(上海原子核研究所) ；三电极工作系统（直径为300μm的碳圆盘电极为检测电极、铂丝为辅助电极、饱和甘汞电极为参比电极）；三维定位调节器（上海联谊光纤激光器械厂）；BAS LC- 3D 安培检测器(Bioanalytical Systems , USA) ；HW色谱工作站（上海千谱软件有限公司）；熔融石英毛细管(长70cm，内径25μm，河北永年光导纤维厂)；超声波清洗器；毛细管清洗器（上海医科大学仪器厂）；分析天平色氨酸，酪氨酸，半胱氨酸；头发样品：志愿者提供；其它试剂为分析纯。 1.2标准溶液及样品溶液的制备标准溶液：色氨酸，半胱氨酸储备液：1.0×10- 3 g/m L，酪氨酸储备液：0.5×10- 3 g/m L，用50mmol/L硼砂－20mmol/L氢氧化钠溶液配置，再用运行缓冲液稀释至所需浓度。样品溶液：将头发用石油醚脱脂，干燥后称取50mg置于水解管中，加入3mL6mol/L氢氧化钠（含0.5％可溶性淀粉）；水解管用真空泵抽真空3min，在酒精喷灯上封管；然后，将封好的水解管置于110o C烘箱中水解20小时。将水解液置于已加有2.9mL6mol/L盐酸溶液的25mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤水解管3～4次，最后用蒸馏水定容。 1.3 试验方法毛细管使用前依次用0.1mol/L的NaOH、二次水、缓冲液各冲洗5min、2min、10min。自制碳圆盘电极使用前要用细砂纸打磨，并用超声波清洗2min，使用自组装的CE-ED检测系统，通过三维定位调节器使工作电极与毛细管的出口在同一直线上，并尽可能靠近毛细管的末端，以50mmol/L的硼砂（pH ＝8.98）缓冲液为运行液，采用电动进样，检测池内为0.1mol/L的NaO H溶液，阴极电泳槽为检测端。所有溶液使用前均用0.25μm聚丙烯滤膜过滤。 2 结果与讨论 2.1 3种氨基酸的分子量及等电点的比较 3种氨基酸的分子量：色氨酸（M r=204.11）>酪氨酸（M r=181.09）》半胱氨酸（M r=121.12）；等电点：色氨酸（pI=5.89）> 酪氨酸（pI=5.66）> 半胱氨酸（pI=5.07）；毛细管电泳的分

毛细管电泳中常用的检测方法.

毛细管电泳中常用的检测方法毛细管电泳(C E 以其高效、快速的分离, 成为一种令人瞩目的分析手段。为了便于热量散失和进行柱上检$lJ , 采用了极小内径的毛细管(≤50 umi.d. , 这样允许进样量就很小(10 一9 g 。如此小的进样量要求有高灵敏的检测方法, 才能进行定性、定量分析。紫外吸收法: 一般, 常用于C E 的检测器是市售的紫外和荧光检测器。当采用紫外一可见吸收法时, 石英毛细管壁的内涂层常常用有机溶剂溶解或灼烧而刮去, 使出现一个“小窗口” , 作为柱上检测的流通池。内径很小的毛细管使得流通池的长度也相应很小, 检测灵敏度相当有限, 尤其在生物样品分析中常常需要先行样品预富集然后再检测, 以提高灵敏度。在使用长方形徽面的毛细管进行电泳分离分析时,柱上检测的光学流通池长度明显增大, 使检测灵敏度提高7 1 5 倍。采用高能量的光源, 如氨灯、激光等, 可较大地提高检测灵敏度, 但费用较高, 又因可供选择使用的人射光波长范围较窄, 限制了它的应用。荧光检测法: 荧光检测的灵敏度比紫外吸收法高几个数量级。对于有适当的激发荧光和发射荧光的供试品, 采用激光诱导荧光检测法和光电倍增管, 可使检测灵敏度大大提高, 而对于绝大多数无自然荧光的化合物, 则必须进行柱前或柱后衍生化, 才能进行荧光检测。间接检测法: 对供试品进行衍生化的操作繁琐, 且易引入误差, 对于被测浓度极低的生物样品更是如此。于是, 间接检测法应运而生。间接检测就是在电泳缓冲液中加入具有检测响应的检测剂, 如发色团、荧光物质等, 作为本底响应,以产生基线信号。供试品进样后, 供试品离子与反电荷的检测剂离子形成离子对, 或置换了检测剂的同电荷离子, 分别产生正峰和负峰,使基线信号发生改变而被检测。在间接荧光法中, 被分析

毛细管电泳法-电致化学发光

苏州大学研究生考试答卷封面考试科目：考试得分：________________ 院别：材料与化学化工学部专业：分析化学学生姓名：饶海英学号：20114209033 授课教师：考试日期：2012 年 1 月 6 日

毛细管电泳-电致化学发光联用技术在分析上的应用趋势摘要：电致化学发光(ECL)方法已经在HPLC和流动注射、免疫分析、DNA探针分析应用，成功用于疾病诊断、临床分析、DNA测序等领域。近些年，该技术已成功与毛细管电泳(CE)技术联用，显示出快速，高效，灵敏等优点，本文论以ECL-CE联用技术在药物分析方面的研究进行了总结，并且展望了该联用技术的发展前景。关键词：毛细管电泳分离电致化学发光毛细管电泳法(CE)作为一种新型微量分离技术, 具有分离效率高、分析速度快、样品消耗量少、装置简单等优点, 已广泛应用于复杂物质分离检测中。由于其进样量低( nL级) , 因此对检测器的灵敏度有较高的要求。发展高选择性、高灵敏度的检测技术用于CE成为分析科学的研究热点。电致化学发光( ECL)是电化学技术和化学发光方法结合在一起的一种高灵敏检测新技术, 具有灵敏、原位、高选择性和高重复性等优点。将CE与ECL联用, 兼有CE的高分离率及ECL的高灵敏度等特点, 可直接用于样品中微量组分的分离和测定[ 1]。因此, CE-ECL在药物分析、生物样品分析、环境分析、食品分析等各领域得到了越来越广泛的应用。 1 毛细管电泳-电致化学发光联用技术概述 1.1 CE-ECL技术的原理电致化学发光或电化学发光( Electrogenerate Chemilumnescence or Electrochemiluminescence ,简称ECL) 是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,其基本过程是在电极表面产生电活性物质经历电子转移反应形成激发态，之后激发态能量一光的形式释放出来，利用检测器对光信号进行检测，对物质定性定量的分析。ECL是化学发光与电化学相互渗透的产物,因此它不但保留了化学发光分析的诸多优点,同时还充分表现出电化学分析的一些特点,是一种可以集成多种技术优势, 综合性很强的技术。许多试剂能产生电化学发光,但是只有几种类型的电化学发光反应可以在实际中得以应用,按照发光试剂的种类,电化学发光体系可以分为酰肼、吖啶、多环

电致发光的机理

电致发光的机理电致化学发光(ECL)是指通过通过施加一定的电压在电极表面产生一些特殊的物质,这些物质之间或与体系中其他组分之间通过电子传递形成激发态,由激发态返回到基态的一种光辐射. 石墨烯与纳米材料的用途石墨烯具有良好的物理和电化学性能,层状的结构有利于电子的传输,呈现了优异的电化学特性。纳米材料由于比表面积大、导电性能好、生物活性高等特点在ECL生物传感器制备中起关键作用。利用石墨烯和纳米材料研制灵敏度高、选择性好,快速有效的ECL生物传感器有着重要的理论意义和实际的应用价值。基于金纳米颗粒增强himinol的电致化学发光构建胆固醇传感器 1构造一个复合材料修饰电极2用纳米金颗粒在修饰到符合材料上。3涂上ChOx。这样就制成了一个新型的胆固醇生物传感器。基于氧化铈-石墨烯复合材料增强lmninol的电致化学发光构建胆固醇传感器 1制备一个复合材料2将其进行扫描电子显微镜特征。基于hemin-石墨烯复合材料用于构建电致化学发光胆固醇传感器利用luminol的阳极峰光信号来检测物质，制备hemin-石墨稀(hemin-graphene)纳米复合物,并用扫描电子显微镜(SEM)来进行表征，当在检测底液中加入胆固醇时,胆固醇在ChOx的催化作用下在电极表面原位产生H2〇2, hemin-graphene进一步催化luminol-H202的反应,从而使胆固醇传感器表现出优良的性能。生物传感器生物传感器是指将生物识别元件即有分子识别能力的生物活性物质(如:酶、DNA、抗体或抗原等)与换能器(如:电化学、光学、压电等物理化学工作方式)相结合,基于一定的原理来定量或半定量分析的一种装置生物识别元件将生物化学反应的信息(常为分析物的浓度)转换为化学或物理的信号而输出;换能器则把识别元件输出的信号再次转换,最后经过信号放大、显示和处理,以实现对待测物质的间接检测。 -半胱氨酸还原的氧化石墨塘(L-cys-rGO)复合物的制备参考文献制备L-cys还原的氧化石墨稀复合物(L-Cys-rGO)如下:首先,将氧化石墨稀均匀分散于PEI中,在135 °0:加热回流3h;然后,沉积洗漆分离得到还原的氧化石墨稀(rGO);随后,用EDC和NHC分别活化L-cys上面的幾基和还原氧化石墨稀上面的氨基,并将两者混合室温过夜;最后离心分离得到L-cys-rGO复合物,并将L-cys-rGO分散于壳聚糖溶液中备用。L-cys-rGO的合成过程如图2.1A所示。

毛细管电泳化学发光

毛细管电泳-化学发光联用一、实验目的 1、学习毛细管电泳分离技术的基本原理 2、学习化学发光检测技术 3、学习场放大富集进样技术提高毛细管电泳分析法的灵敏度二、实验原理毛细管电泳(CE,capillaryelectrophoresis)，又称高效毛细管电泳(HPCE,highperformancecapillaryelectrophoresis)，或毛细管电泳分离法(CESM,capillaryelectro-separationmethod)，是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，以样品的多种特性(电荷、大小、等电点、极性、亲和行为、相分配特性)为根据的液相微分离分析技术。毛细管和化学发光的联用，兼备了毛细管电泳的分离效率与化学发光灵敏度高及分析速度快，已得到了迅速发展。化学发光就是在化学反应过程中，某些化合物接受能量而被激发，从激发态返回基态时，发射出一定波长的光。化学发光法灵敏度极高；仪器设备简单；不需要光源、单色器和背景校正；发射光强度测量无干扰，无背景光、散射光等干扰；线性范围宽，分析速度快。鲁米诺化学发光体系是研究最广泛的一类化学发光体系。鲁米诺在碱性介质中可以被多种氧化剂氧化生成激发产物，然后发光。这一反应可以被许多金属离子Cu2+、Mn2+、Co2+、V4+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Ag+、Au3+、Hg2+等催化，利用这一现象可间接检测这些金属离子。在毛细管电泳中，常采用柱上样品富集技术提高检测灵敏度。当样品溶液的电导率小于载体电解质的电导率时，样品离子就可以得到富集，或称为场放大进样。三、仪器和试剂仪器：MPI-B型多参数化学分析测试系统；酸度计；电子天平；超声波清洗器；分离毛细管；反应毛细管；注射器。试剂：2mmol/LLuminol溶液；10-5mol/LNi2+溶液；10mmol/LH2O2溶液；50mmol/LNaHCO3-NaOH溶液(pH12.0)；50mmol/LHAc-NaAc缓冲溶液（pH4.70）。四、实验方法 1、实验前先排除气泡：先用超纯水冲管，再用电泳液冲管，至基线、电流平稳即可。 2、启动毛细管电泳高压和光电倍增管高压，依次进样用超纯水和运行缓冲溶液稀释得到相同浓度的Ni2+ 溶液，进行检测。 3、以时间为横坐标，发光强度为纵坐标，绘制实验曲线。五、实验结果进样条件:室温:25℃; 柱后液流量:44μL/min; 柱后液:2mmol/LLuminol+10mmol/LH2O2+0.05mol/LNaHCO3-NaOH（pH12.0）; 电泳液:10mmol/LHIBA+50mmol/LHAc-NaAc缓冲溶液（pH4.70）; 进样:10s,10kV;

新型金属配合物的电致化学发光分析(精)

新型金属配合物的电致化学发光分析电致化学发光(Electrogenerated Chemiluminescence,简写成ECL)的机理及分析应用已经得到了广泛的关注。作为一种检测方法,通过电化学反应产生光信号,ECL具有较高的灵敏度。联吡啶钌及其衍生物是目前研究最多的电致化学发光物质。然而这些昂贵试剂在分析应用中不断被消耗会导致分析成本变高的问题,使它们的应用受到限制。所以此类ECL试剂的固定化研究引起了人们的极大兴趣。例如联吡啶钌采用的固定化方法有:Langmuir–Blodgget、自组装、聚合、溶胶-凝胶法等等,但大多数钌配合物本身是水溶性的,固定化之后的灵敏度和检测限均不是特别理想。由于金属铱配合物与联吡啶钌配合物具有相似的基态、激发态氧化还原电位,且许多金属铱配合物本身具有水不溶性,因此,研究金属铱配合物的固定化及其应用意义比较大。在这个背景下,本文展开了如下的工作:1.多壁碳纳米管/聚乙烯醇/(pq)2Ir(N-phMA)修饰电极的研制。改进了碳纳米管在水溶液中的分散方法,引入了聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,采用滴涂法制备出多壁碳纳米管/聚乙烯醇/(pq)2Ir(N-phMA)修饰电极。以三丙胺为共反应物,通过对碳纳米管的量、铱配合物的浓度、修饰剂的用量、扫描速率、酸度等条件的优化,使得修饰电极达到最佳的发光效率。2.论文首次报道了NH4+作为共反应物,在(pq)2Ir(N-phMA)电致化学发光中参与发光过程,并能够被灵敏的检测。研究了NH4+作为共反应物参与反应的机理问题,用修饰电极检测了一系列的氨基酸和其它的共反应物,并概括总结了芳香胺,脂肪族胺和无机铵的发光规律。肉类在腐败过程中产生氨气,并且随着放置时间的增加,释放的氨气也越多。本课题对样品产生的气体进行了采集,对气体样品中的氨气进行测定,从而对肉类的新鲜程度进行判断。3.合成了一种多联吡啶钌配合物 (bpy)2Ru(phenCl4)(PF6)2,并用元素分析、红外光谱、核磁共振谱对其结构进行了表征。此化合物在紫外和可见光区都有吸收,在可见光区的最大吸收波长是440nm,这是典型的金属到配体(MLCT)的跃迁,其光致发光性能也显示出MLCT迁移特征,并且随溶剂不同,其最大发射波长从630nm变化到649nm。值得注意的是,此配合物的电致化学发光性能受酸度影响不大,尤其在强碱条件下,其背景电致化学发光很小。这与联吡啶钌有很大不同,其电致化学发光强度随酸度增大而显著增大,不适合在碱性条件下使用。同主题文章 [1]. 顾文芳,李建军,程介克. 电致化学发光法在分析化学中的应用' [J]. 地质地球化学. 1995.(03) [2]. 陈国南. 电致化学发光的最新进展' [J]. 福州大学学报(自然科学版). 1999.(S1) [3]. 陈国南,林振宇. 生物活性物质的电致化学发光检测' [J]. 世界科技研究与发展. 2004.(04) [4].

毛细管电泳化学发光检测研究新进展

毛细管电泳化学发光检测研究新进展1 吉邢虎，徐秦峰，何治柯* 武汉大学化学与分子科学学院，武汉 (430072) E-mail：zhkhe@https://www.360docs.net/doc/ef7176583.html, 摘要：分析技术的微型化、集成化和自动化是当前分析化学发展的一个新趋势。本文综述了毛细管电泳化学发光检测系统微型化、集成化和自动化的最新研究进展。关键词：毛细管电泳，化学发光检测，微型化，集成化，自动化中图分类号：O657.8 1．引言自1990年Manz等[1,2]提出“微全分析系统”（Micro total analysis system, μ- TAS）概念以来，分析技术的微型化、集成化和自动化成为分析化学发展的一个新趋势。分析仪器微型化、集成化带来的分析性能的全面提升为当前科研工作者所瞩目。但μ-TAS的技术平台－微流控分析芯片的制作加工程序复杂，操作技术难度大，设备成本高，实现普通研究工作室的全面普及还有很长的距离。如何实现已成熟的分析方法的微型化、集成化，以提高其分析性能，达到全面普及的要求，也成为当前科研工作的一个研究热点。毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）与化学发光（Chemiluminescence，CL）的结合（CE-CL），兼备了毛细管电泳分离效率高和化学发光灵敏度高的优点，直接用于复杂样品中微量组分的分离与测定，可同时解决选择性差和灵敏度低的问题，给化学发光研究和毛细管电泳技术提供了发展机会[3-5]。1991年Hara等[6]首次将化学发光检测应用于毛细管电泳分析。经过十多年的发展，CE-CL不断突破联用接口技术难关[4]，技术优势不断突现，发展速度相当快。不同特性的化学发光体系，包括鲁米诺[7-13]、过氧草酸酯[6,14-17]、吖啶酯[18-20]、钌配合物[21-29]、高锰酸钾[30-32]等已在CE-CL中获得成功使用，用于测定金属离子、蛋白质、氨基酸及其衍生物、H2O2或多环芳烃等物质。在此基础上，毛细管电泳化学发光检测系统的微型化、集成化和自动化也取得了一定进展。 2．微型化 Tsukagoshi等[33]将柱端液池式CE-CL检测装置微型化（图1A），以模拟芯片毛细管电泳化学发光检测系统（Microchip-based CE-CL, MCE-CL）[34]（图1B）。50 μm内径的毛细管用聚乙烯管连接形成类似于微流控芯片的十字交叉进样通道。交叉点到R4的毛细管长30 mm，其余毛细管长度为10 mm，尺寸基本与微芯片相当。以四个硅胶管做为储液池，金属离子样品溶液放入R1，鲁米诺电泳缓冲溶液分别放入R2和R3，氧化剂H2O2放入R4，光电倍增管（PM）置于R4的底部用于化学发光检测。在R1和R2间施加电压使样品进入交叉区域，进样结束后在R3和R4间施加电压实现电泳分离。为防止样品的泄漏，进样和分离时采用了芯片毛细管电泳的夹流进样方式[35]。在上述实验操作条件下，完成了Co(II)，Cu(II)，Ni(II)三种金属离子的分析检测，对Co(II)的检测范围为1×10-7~1×10-6 mol/L。与芯片毛细管电泳的检测结果相比，浓度检测限可低1~2个数量级，可能原因在于该装置下的进样量比芯片的进样量多；但微芯片的质量检测限却可达到0.4 fmol。该装置可以完全模拟芯片毛细管电泳化学发光检测的全过程，而且容易操作，可更改性很强。作者认为该仪器装 1本课题得到教育部博士点基金（20050486026）的资助。