最常见的电致化学发光体系有鲁米诺、过氧化氢、联吡啶钌等体系。在这些电致化学发光体系中,鲁米诺的 ECL 在分析化学中得到了广泛的应用。鲁米诺 ECL 葡萄糖生物传感器是基于葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖的原理,具有操作简单和灵敏度高的优势。然而,这类生物传感器的稳定性较差,因为葡萄糖氧化酶 (GOx) 在 pH 值低于 2 且 pH 值大于 8,或者温度高于 40 °C 以上时,就会很快失去活性。要固定葡萄糖氧化酶到支持电极上的操作过程复杂冗长。因此,越来越多的研究者致力于更耐用和敏感的无酶 ECL 葡萄传感器的研制[3]。
凹土是一种稀有的非金属矿产,它是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。世界上凹土资源比较少,仅分布在少数几个国家,现已经探明的凹土仅为 4000 万吨。100 多年来,世界上只有俄罗斯、美国、法国、中国等少数几个国家拥有凹土,所以凹土是十分珍贵的矿产资源。经过了几十年的发展,欧美等发达国家在凹土资源应用领域已经十分广阔,开发出的产品可以运用于建材、化工、机械、军工、核工业、纺织、环保、造纸、医药、食品等多个领域[4,5]。
与国外相比,我国的凹土发现比较晚,但是随着研究的深入我国对于凹土的开发利用也有了较大的进展。随着与国外的技术交流,我国已经建立起一批自己的科技力量和国内外的销售网络,在凹土的开采、加工、研究、应用、营销上有了自己的经验。淮安的盱眙是江苏乃至全国最大的凹土产地,盱眙已经探明的凹土储量占全国已探明凹土产量的 70% 以上,因此对于凹土的开发利用也是当地研究的一个重点项目。此外,二氧化钛是一种重要的半导体材料,曾被人们应用于光降解有毒化学物质方面,是染料敏化太阳能电池和 ECL 葡萄糖传感中最有前景的电极材料之一。尽管有许多关于二氧化钛光化学发光的报道,但是二氧化钛在 ECL 方面的应用却很少报道。因此,二氧化钛的基础材料在 ECL 领域的实际应用引起了人们很大的兴趣。
本文尝试用凹土作为催化剂载体,在其表面复合 TiO2 颗粒固定于玻碳电极表面,利用两者之间的协同效应,可能实现两种结构的优势互补,进而有效地增加鲁米诺电化学发光。此外,这种修饰电极稳定性好,灵敏度高并且响应速度快,并将其用于葡萄糖的测定。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
一 试剂
铁氰化钾 (K3[Fe(CN)6]) AR 广东汕头西陇化工厂
亚铁氰化钾 (K4[Fe(CN)6]·3H2O) AR 广东汕头西陇化工厂
磷酸二氢钾 (KH2PO4) AR 国药集团化学试剂有限公司
无水乙醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
氢氧化钠
葡萄糖
鲁米诺
TiO2/ATT AR
ARAR国药集团化学试剂有限公司
国药集团化学试剂有限公司
百灵威化学试剂有限公司
张莉莉博士提供
α-Al2O3 粉末 1.0,0.3,0.05 μm 上海辰华仪器有限公司
二 仪器源^自·优尔·文.论,文'网]www.youerw.com
电化学工作站 CHI660D
玻碳电极 CHI104
铂丝电极 CHI115
Ag/AgCl (3 KCl) 电极 CHI111
MPI-M 型微流控芯片分析系统