专利名称：固态纳米金溶胶－凝胶电化学发光检测器及制备方法
技术领域：
本发明属于固态纳米金溶胶-凝胶电化学发光检测器及制备方法。
背景技术：
电化学发光检测技术(ECL)是电化学检测技术中最灵敏的方法，用于药物分子、氨基酸、多肽、蛋白质和核酸的检测。其中研究和应用较多的是三联吡啶钌的电化学发光体系。其优点在于检测灵敏度高，线性范围宽，重现性好，由于三联吡啶钌试剂较为昂贵，因此将三联吡啶钌固定在电极上制备固态电化学发光检测器一直是研究的重点，也是将ECL应用于常规检测的关键问题。H.D.Abruna和A.J.Bard在J.Am.Chem.Soc.104(1982)2641发表了采用电聚合方法在电极的表面生成聚乙烯吡啶钌，并观察到ECL现象，但电聚合方法复杂，条件苛刻。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信号的稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种电化学发光的固态纳米金溶胶-凝胶检测器的制备方法；本发明的另一目的是提供一种电化学发光的固态纳米金溶胶-凝胶。
将发光分子与有机硅烷试剂反应，有机硅烷试剂水解形成三维硅溶胶，硅烷酯分子的作用在于键合发光分子和构筑高分子三维网络结构。硅溶胶与纳米金溶胶混合，纳米金的加入增强了导电性和发光的稳定性，混合液与聚乙烯醇接枝共聚物混合滴加在电极的表面形成发光膜。聚乙烯醇接枝共聚物可增强膜的结构稳定性，膜经固化后粘附在电极的表面形成固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。
本发明采用金属络合物为电化学发光分子，其结构式为M(P)x，其中M是Ru，P为配体，x＝3是配体的个数；配体包括联吡啶，邻菲咯啉，二吡啶及以上配体的羧酸衍生物，配体可以相同，也可以不同。
本发明采用的硅烷酯分子与电化学发光分子的分子比例在1∶1～1014之间，聚乙烯醇接枝共聚物浓度范围在0.1％～50％之间，其与溶胶-凝胶混合的体积比在100～1∶1～100之间。
制备过程称取1mmol的三联吡啶钌衍生物，加入20～40mL的乙睛，在氩气保护下加入二氯亚砜，加热回流1～6个小时，得到酰氯化的三联吡啶钌衍生物；减压蒸馏除去乙睛剩余近2～5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氩气保护下，在50～70℃下反应10～24小时，得到硅酯化的三联吡啶钌衍生物；减压蒸馏除去溶剂，产物溶解于10～20mL丙酮溶剂，按分子比称取该产物加入到10～200nm的金溶胶中，再加入正硅酸甲酯和0.02～0.2M的盐酸，超声1～6小时，经水解硅酯化的三联吡啶钌衍生物键合到溶胶-凝胶中，再加入50～200uL的5～20％聚乙烯醇接枝共聚物，取10uL溶液滴加到玻碳电极的表面，放置于冰箱中6～24小时，得到固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。
本发明适用于固态电极，其材料可以是金属电极，如金，铂；也可以是氧化物电极，如ITO电极；也可以是碳基电极，如玻碳电极，石墨电极。
具体实施例方式
如下实施例1称取1.0mmol(4，4’-二羧基-2，2’-联吡啶)(二联吡啶)钌加入到蒸馏瓶中，加入20mL的乙睛，在氩气保护下加入1.1mmol的二氯亚砜，加热回流6个小时，再减压蒸馏除去乙睛至近5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氩气保护下，在60℃下反应10小时。减压蒸馏除去溶剂，产物溶解于20mL丙酮溶剂，再经真空干燥得到标记有发光分子的氨基正硅酸乙酯。取0.1mmol产物溶解于500uL粒径5nm金溶胶，加入10uL的正硅酸甲酯，50uL的0.02mol/L的盐酸，超声1小时，常温下放置24小时，再加入200uL的20％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到直径4mm的玻碳电极上，放置于冰箱中24小时，得到固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。
固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器的应用草酸的检测将电极放入含有10umol/L草酸的0.1M的磷酸盐溶液中，pH＝9.5，其电化学循环伏安曲线及与此对应的发光-电位曲线如
图1所示。图1是草酸的电化学发光循环伏安曲线(A)及对应的发光电位曲线(B)草酸浓度10umol/L，缓冲溶液0.1M磷酸盐pH＝6.8，扫速0.1V/s。连续10次的发光强度检测如图2所示，10uM的草酸连续10次检测的ECL信号，检测电位1.2V相对标准偏差为1.8％。证明固态纳米金溶胶凝胶电极相当的稳定。
对草酸检测的工作曲线如图3所示，检测草酸的标准曲线，检测范围2.0-100 umol/L，相关系数0.998，最低检测限1.6umol/L。证明固态纳米金溶胶凝胶电极对草酸的检测灵敏度高，线性关系好。
实施例2称取1.0mmol(6-酰胺四乙酸-邻菲咯啉)(二联吡啶)钌，加入到蒸馏瓶中，加入40mL乙睛，在氩气保护下加入1.1mmol二氯亚砜，加热回流1个小时，再减压蒸馏除去乙睛至近2mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氩气保护下，在60℃下反应24小时。减压蒸馏除去溶剂，产物溶解于10mL丙酮溶剂，再经真空干燥得到标记有发光分子的氨基正硅酸乙酯。取0.01mmol的产物加入100uL的金溶胶，粒径5nm，100uL的正硅酸甲酯，5uL的0.2mol/L的盐酸，超声6小时，常温下放置24小时，再加入50uL的5％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到2mm直径的铂电极上，放置于冰箱中6小时，得到固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。
固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器的应用三丙胺(TPA)的检测将电极放入含有10umol/L TPA的0.1M磷酸盐溶液中，pH＝9.5，施加1.3V的检测电位，连续六次的ECL强度如图4所示。图4是10的TPA连续6次检测的ECL信号，缓冲溶液0.1M磷酸盐pH＝9.5，由图可见，该检测器对TPA检测具有很好的稳定性。
实施例3称取1.0mmol(6-酰胺四乙酸-邻菲咯啉)(二邻菲咯啉)钌，加入到蒸馏瓶中，加入30mL乙睛，在氩气保护下加入1.1mmol二氯亚砜，加热回流3个小时，再减压蒸馏除去乙睛至近4mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氩气保护下，在60℃下反应12小时。减压蒸馏除去溶剂，产物溶解于15mL丙酮溶剂，再经真空干燥得到标记有发光分子的氨基正硅酸乙酯。取该产物0.001mmol加入100uL粒径5nm的金溶胶，100uL的正硅酸甲酯，2uL的0.2mol/L的盐酸，超声4小时，常温下放置16小时，再加入20uL的15％聚乙烯醇接枝共聚物。取10uL溶液滴加到2mm直径的铂电极上，放置于冰箱中24小时，得到固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。使用该检测器对脯胺酸的检测灵敏度达1.0μmol/L，检测范围1.0～1000μmol/L。
权利要求
1.一种电化学发光的固态纳米金溶胶-凝胶，其结构式为M(P)x，其中M是Ru，P为配体，x＝3是配体的个数；配体包括联吡啶，邻菲咯啉或这些配体的羧酸衍生物，配体可以相同，也可以不同。
2.一种电化学发光的固态纳米金溶胶-凝胶，其特征在于配体为联吡啶，邻菲咯啉。
3.一种电化学发光的固态纳米金溶胶-凝胶，其特征在于配体的羧酸衍生物为(4，4’-二羧基-2，2’-联吡啶)(二联吡啶)钌、(6-酰胺四乙酸-邻菲咯啉)(二邻菲咯啉)钌。
4.一种固态纳米金溶胶-凝胶电化学发光检测器的制备方法，其特征在于采用的硅烷酯分子与电化学发光分子的分子比例在1∶1～1014之间，聚乙烯醇接枝共聚物浓度范围在0.1％～50％之间，其与溶胶-凝胶混合的体积比在100～1∶1～100之间；制备过程称取1mmol的三联吡啶钌衍生物，加入20～40mL的乙睛，在氩气保护下加入二氯亚砜，加热回流1～6个小时，得到酰氯化的三联吡啶钌衍生物；减压蒸馏除去乙睛剩余近2～5mL，加入1.1mmol的氨基正硅酸乙酯，氩气保护下，在50～70℃下反应10～24小时，得到硅酯化的三联吡啶钌衍生物；减压蒸馏除去溶剂，产物溶解于10～20mL丙酮溶剂，按分子比称取该产物加入到10～200nm的金溶胶中，再加入正硅酸甲酯和0.02～0.2M的盐酸，超声1～6小时，经水解硅酯化的三联吡啶钌衍生物键合到溶胶-凝胶中，再加入50～200uL的5～20％聚乙烯醇接枝共聚物，取10uL溶液滴加到玻碳电极的表面，放置于冰箱中6～24小时，得到固态纳米金溶胶凝胶电化学发光检测器。
全文摘要
本发明属于固态纳米金溶胶－凝胶电化学发光检测器及制备方法。采用金属络合物为电化学发光分子,其结构式为M(P)
文档编号G01N27/327GK1379239SQ02116460
公开日2002年11月13日 申请日期2002年4月5日 优先权日2002年4月5日
发明者曹卫东, 齐力, 郏建波, 董绍俊, 杨秀荣, 汪尔康 申请人:中国科学院长春应用化学研究所