[发明专利]一种在电极表面固定电化学发光体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学发光检测领域，尤其是涉及一种在电极表面固定电化学发光体的方法。

背景技术

电化学发光（Electrochemiluminescence，ECL），是指采用电极对含有电化学发光体的体系施加一定的电压或电流，使电化学发光体通过参与电化学反应获得能量后跃迁到激发态、再返回到基态时产生的发光现象。作为一种将电化学与化学发光相结合的分析技术，电化学发光不仅具有化学发光分析法的灵敏度高、线性范围宽、观察方便、仪器简单等优点，而且具有电化学分析法的电位可控性强、选择性高、试剂稳定、重现性好等优点，已受到科研工作者的极大关注，并逐渐发展成为分析检测领域的重要分支。

按照电化学发光体的结构，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，其中以钌为中心体的金属配合物的电化学发光应用最为广泛。自1972年Bard等报道了三联吡啶钌的电化学发光以来，以钌为中心体的金属配合物的电化学发光受到极大的关注。除发光效率高、检测灵敏度高、线性范围宽、稳定性好、无背景等优点外，以钌为中心体的金属配合物还有一个重要的特点，就是其电化学和电化学发光的可逆性。也就是说，此类电化学发光体经过了一个电化学和电化学发光过程之后，又可以回到其初始的状态。这就意味着，如果把此类电化学发光体固定在电极表面，至少可以有如下几个显著的优点：一、无需不断地将电化学发光体从溶液输送到电极表面以维持电化学发光，可减少昂贵试剂的消耗；二、减少了溶液体系的影响，可以提高检测的灵敏度、稳定性；三、可以用于方便地设计便宜、高效、可再生的电化学发光传感器，简化实验装置。因此，自1990年代以来，人们一直在尝试采用不同材料和方法将此类电化学发光体直接固定到电极表面。

目前在电极表面直接固定电化学发光体采用的方法有：Langmuir-Blodgett膜法、分子自组装膜法、Nafion膜法、溶胶-凝胶法、电极表面巯基功能化结合电化学发光体-Au纳米粒子聚集体法、聚合物/碳纳米管复合物膜法、石墨烯吸附法等，但这些方法普遍操作繁琐，且各有明显不足之处：Langmuir-Blodgett膜法为物理吸附，易脱附，稳定性差，所用设备昂贵；分子自组装膜法、电极表面巯基功能化结合电化学发光体-Au纳米粒子聚集体法使用具有一定还原性的巯基，电化学响应不可逆、不稳定，在较正电位时易脱附；Nafion膜法、聚合物/碳纳米管复合物膜法的膜较为致密，导电性差，电子传递困难，即使加入碳纳米管也改善有限，稳定性也不好；溶胶-凝胶法将电化学发光体固定在凝胶膜内，但凝胶孔穴的孔径通常大于小体积的电化学发光体，因此泄漏现象难免；石墨烯吸附法采用石墨烯通过π—π作用吸附电化学发光体，作用力弱，难以获得稳定的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电化学发光性能良好、稳定性优异、操作简单、时间短、所需设备简单并且成本低的在电极表面固定电化学发光体的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在电极表面固定电化学发光体的方法，具体步骤如下：将电化学发光体溶液和氨基酸溶液加入到缓冲溶液中混匀得到混合液，通氮除氧5～8 min；将电极置于混合液中，然后在电极上施加+1.8～+2.2 V电位持续10～240 s，即完成在电极表面稳定固定电化学发光体，所述的电化学发光体的结构式为MP₃X₂，其中M为Ru；P为配体，3个配体中至少有一个为含氨基的衍生物；X为一价阴离子。

所述的混合液中电化学发光体的浓度为10^-6～10^-4 M，所述的混合液中氨基酸的浓度为10^-3～10^-2 M。

所述的含氨基的衍生物为联吡啶的含氨基的衍生物或/和邻菲啰啉的含氨基的衍生物。

所述的配体还包括联吡啶或/和邻菲啰啉。

所述的一价阴离子为六氟磷酸根离子或者氯离子。

所述的缓冲溶液为0.05～0.5 M的 pH 3～5的邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液，0.05～0.5 M 的pH 5～6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液，0.05～0.5 M的 pH 6～8的磷酸盐缓冲溶液，0.05～0.5 M的pH 7～9的Tris缓冲溶液或者0.05～0.5 M的pH 9～11的碳酸盐缓冲溶液。

所述的氨基酸为赖氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸和天冬氨酸中的至少一种。

所述的电极为玻碳电极、石墨电极、ITO电极和贵金属电极中的任一种。