鲁米诺电化学发光用于生物分子分析的研究进展

鲁米诺电化学发光用于生物分子分析的研究进展屠一锋苏州大学化学化工学院分析化学研究所，215123本课题组开展电化学发光分析研究工作的主要目标是应用于生物分子分析：一、对鲁米诺电化学发光行为及机理的理解：文献报道鲁米诺的电化学发光原理类似于其化学发光原理，是基于鲁米诺的两步氧化反应，在第二步氧化开环时生成激发态而产生光辐射，是不可逆过程，我们的研究表明，鲁米诺的电化学发光可能更主要是涉及自由基的过程，其氧化还原过程中形成自由基并在相应的条件下可在未氧化开环的条件下辐射光信号，从而不需要氧化至第二步开环反应，因此鲁米诺分子可以提供可逆的电化学发光反应，从而为研制电化学发光传感器和检测器提供了重要的基础。多种纳米粒子可以促进鲁米诺在低电位下的可逆电化学发光反应。二、中性介质中鲁米诺的电化学发光行为：绝大部分文献报道均强调鲁米诺的电化学发光必须在强碱性介质中实施，而我们的研究主要瞄准中性介质中鲁米诺的电化学发光，经过长期研究，我们发现完全可以在中性介质中实施其电化学发光分析，这对开展生物分子的分析是十分有利的。研究中采用的主要技术措施是多种增敏技术来提高中性介质中鲁米诺电化学发光的效率，如使用增敏剂和电极表面修饰等。实现中性介质中的电化学发光对生物分子的研究具有重要价值。三、生物分子分析研究：已探讨了对多种类型生物分子进行分析测定的性能，其主要机理是基于自由基之间的能量转移及自由基湮灭作用等，表现在信号响应上为电化学发光的增强或猝灭，研究对象包括生物小分子如谷胱甘肽、黄酮、维生素、尿酸等，灵敏度高，检测下限可达皮摩尔以下，生物大分子如酶、DNA等，已研究了葡萄糖氧化酶、尿酸氧化酶、谷丙转氨酶等及其催化体系均有响应，对DNA的响应亦已实现，并可用于研究DNA与小分子之间的作用。四、电化学发光检测与流动分析及分离技术的联用：生物样品大多组成复杂，电化学发光检测池的研制可实现电化学发光检测与分离技术的联用，我们目前已经构建了结构合理、性能优良的电化学发光检测池，与流动分析成功联用，目前正开展毛细管电泳、芯片电泳与电化学发光检测联用的研究。对与毛细管电泳联用的电化学发光检测，主要设计为柱端检测方式，与芯片电泳的联用，则主要设计为全通道检测模式，已完成检测所需的线阵CCD微弱光检测器的研制。