[发明专利]基于铱配合物电致化学发光法检测铵的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及铱配合物电致化学发光传感器的研制，该类传感器对无机铵盐和有机胺类物质都有很好的响应，可以用于水体，爆炸物以及毒品中氨或胺类物质的快速检测。

背景技术

电致化学发光(Electrochemiluminescence or ECL)主要是通过电化学手段，利用待测体系中的某些化合物在电化学反应中生成不稳定的电子激发中间态，当激发态的该物质跃迁回基态时产生光辐射。这种电化学反应产生的光辐射强度可以被用以确定物质含量。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，所以该方法具有装置简单、重现性好、可进行原位(in situ)检测以及高灵敏度和高选择性等特点，可广泛应用于多种物质的检测。

联吡啶钌[Ru(bpy)₃²+]由于具有水溶性好，化学性能稳定，氧化还原可逆，发光效率高，应用的pH范围较宽，可电化学再生和激发态寿命长等特点而广泛应用于ECL的研究中。但是很多情况下联吡啶钌的发光体系是在水溶液中进行的，由于昂贵的Ru(bpy)₃²⁺试剂被大量消耗，导致较高的分析成本，从而限制了Ru(bpy)₃²⁺电致化学发光的应用。由于联吡啶钌在电极表面的反应是可逆的，为此人们提出利用电极修饰方法，将Ru(bpy)₃²⁺固定在电极上，减少试剂的消耗，制成可重复使用的电致化学发光传感器。目前文献上报道对Ru(bpy)₃²⁺及其衍生物的固定化方法已经有很多，如Bard等人首先报道了用Langmuir-Blodgett技术固定在固体电极表面单分子层联吡啶钌衍生物的ECL，但用Langmuir-Blodgett技术形成的单分子层仅仅是物理吸附于电极表面，被固定的ECL膜有时候会很不稳定，很容易被有机溶剂所破坏，使得利Langmuir-Blodgett固定技术所获得的固相膜的使用寿命受到一定的限制；Bard等人还报道了用自组装技术固定在固体电极表面单分子层联吡啶钌衍生物的ECL，但自组装膜较容易从电极表面脱落；Rubinstein，Bard等将联吡啶钌固定在Nafion膜中，但是电化学稳定性不好；溶胶-凝胶法(sol-ge1method)是湿化学材料制备的新兴方法，但效果都不是特别理想，因此需要寻找新的发光试剂以及固定化方法来发展更稳定而灵敏的电化学发光传感器。

本发明采用了一系列新型的铱配合物，如(pq)₂Ir(N-phMA)，(ppy)₂Ir(N-phMA)，(ppy)₂Ir(N-NaphphphA)，(ppy)₂Ir(N-phphA)，(pq)₂Ir(N-phMA)均聚物，(ppy)₂Ir(N-phMA)均聚物等等，来作为发光物质。这一系列铱配合物均不溶于水，而且跟联吡啶钌类似，都可以和一些共反应物作用，产生较强的发光。因而本发明可以很好地解决已有技术中试剂流失，发光不稳定等关键问题。

氨的检测目前主要是通过分光光度法，流动注射分析法，甲醛法等实现检测分析。但是这些检测方法的灵敏度都比较低，很难达到检测痕量氨的目的。为此，Roslyn J.Watson等首次使用了荧光检测器，实现了氨气富集后的荧光检测，此方法虽然有较高的灵敏度，但其操作比较繁琐，很难应用于常规分析中氨的检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于铱配合物电致化学发光法快速检测氨或铵的传感器，这种传感器具有灵敏度高、重现性好、响应快速、使用寿命长并且所需发光试剂量少等特点。

为了获得具有上述优异性能的化学发光传感器，本发明的技术方案如下：

一种快速检测铵或氨的铱配合物电化学发光传感器，包括玻碳电极和形成于玻碳电极表面的含有铱配合物的膜，其特征是：所述的铱配合物为含有苯基吡啶或苯基喹啉或酰胺基团的以铱为中心原子的配合物；所述的铱配合物的化学式为(pq)2Ir(N-phMA)、(ppy)2Ir(N-phMA)、(ppy)2Ir(N-NaphphphA)、(ppy)2Ir(N-phphA)、(pq)2Ir(N-phMA)聚合物、(ppy)2Ir(N-phMA)聚合物中的一种或几种组合，所述的铱配合物的结构如下：