基于水滑石納米材料增敏的過氧亞硝酸體系化學發(fā)光行為研究.pdf

1、過氧亞硝酸分子中具有含氮活性氧，能與生物體內(nèi)的蛋白、DNA和酶等發(fā)生作用，給人們的健康造成嚴重危害。因此，基于過氧亞硝酸參與的化學反應，開發(fā)靈敏的、高選擇性的分析方法檢測生物樣品是當前的研究熱點之一。過氧亞硝酸異構化為硝酸的過程中產(chǎn)生化學發(fā)光，這種光信號十分微弱很難被檢測到。水滑石作為一種綠色環(huán)保的層狀功能性材料，以其獨特的結構以及主體層板和層間陰離子的可調變性等特性而被廣泛應用。本文把水滑石納米材料引入到過氧亞硝酸化學反應中，建立了水

2、滑石-過氧亞硝酸化學發(fā)光新體系，極大地增強了體系的化學發(fā)光強度。主要研究了影響體系化學發(fā)光行為的各種因素，探討了化學發(fā)光反應機理。利用流動注射化學發(fā)光分析技術，實現(xiàn)了生物樣品中微量組分的高選擇性和高靈敏度的測定，拓展了過氧亞硝酸和水滑石在化學發(fā)光領域的應用。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、呕阪V鋁碳酸根水滑石-過氧亞硝酸化學發(fā)光體系，開發(fā)了一種檢測商品果汁飲料中維生素C的化學發(fā)光型探針。研究表明，鎂鋁碳酸根水滑石可以顯著增敏過氧亞硝酸

3、化學發(fā)光體系，與傳統(tǒng)的碳酸根增敏效果相比，增敏倍數(shù)可達十倍以上。詳細考察了水滑石制備條件（鎂鋁比、反應溫度、反應時間）和化學發(fā)光反應體系組成（水滑石濃度、鹽酸濃度、過氧化氫濃度、亞硝酸鈉濃度、流速）對體系化學發(fā)光信號的影響。推測水滑石可能的增敏機理是，過氧亞硝酸在堿性介質中生成過氧亞硝酸根離子，通過靜電作用吸附在帶正電的水滑石層板上被富集，與層板間的碳酸根離子發(fā)生反應，產(chǎn)生更多的碳酸氫根自由基，兩個碳酸氫根自由基分子相互偶聯(lián)分解發(fā)出較強

4、的光信號。利用維生素C可以抑制該體系的化學發(fā)光，建立了檢測商品果汁飲料中維生素C含量的方法。該方法的檢測范圍為5×10-9～5×10-6mol·L-1，線性相關系數(shù)r為0.9983，檢出限為5×10-10 mol·L-1（S/N=3）。
　　⑵基于熒光素吸附的鎂鋁碳酸根水滑石-過氧亞硝酸體系構筑了化學發(fā)光能量轉移型流通池，應用于測定香腸中亞硝酸鈉的含量。將吸附了熒光素的鎂鋁碳酸根水滑石填充到石英管中設計成流通池，接入流動注射裝置中

5、，過氧亞硝酸流過流通池，熒光素作為鎂鋁碳酸根水滑石-過氧亞硝酸體系的化學發(fā)光能量轉移接受體，能夠強烈地增強過氧亞硝酸化學發(fā)光信號。系統(tǒng)考察了水滑石合成方法和層板電荷密度對發(fā)光強度的影響，采用熒光成像分析、偏振熒光光譜、拉曼光譜、熒光壽命和量子產(chǎn)率分析等表征方法研究了體系的化學發(fā)光行為和水滑石層板上吸附的熒光素分子的排布情況，推測了熒光素吸附的碳酸根水滑石增敏過氧亞硝酸化學發(fā)光的機理。熒光素分子均勻牢固的吸附在水滑石表面并呈現(xiàn)有序排列，這

6、種有序排列可以有效抑制熒光素分子間的π-π堆積，減小聚集型熒光猝滅現(xiàn)象的發(fā)生，有利于提高熒光素分子的熒光壽命、量子產(chǎn)率和化學發(fā)光能量轉移的效率。另外，鈣黃綠素吸附的水滑石顯著增敏N-溴代琥珀酰亞胺-亞硫酸鈉體系，說明可以將其開發(fā)成一種通用型化學發(fā)光能量轉移型流通池。該化學發(fā)光流通池裝置具有重現(xiàn)性好和使用壽命長的特點。
　　⑶基于鈣黃綠素吸附的十二烷基磺酸鈉(SDS)插層水滑石納米材料，開發(fā)了一種高選擇性檢測過氧亞硝酸鹽的化學發(fā)光型

7、探針。將鈣黃綠素吸附的十二烷基磺酸鈉插層水滑石的酸化溶液加入到過氧亞硝酸體系中，得到一個很強的化學發(fā)光信號。采用熒光光譜、化學發(fā)光光譜、紫外吸收光譜和自由基捕獲劑等表征方法，深入探討了鈣黃綠素和激發(fā)態(tài)的過氧亞硝酸之間的化學發(fā)光共振能量轉移過程。在強酸環(huán)境中水滑石層板溶解，得到了有序排布的鈣黃綠素@SDS溶液。以水滑石為模板使鈣黃綠素分子形成有序排列的空間結構，提高了鈣黃綠素的化學發(fā)光能量轉移效率，從而增強了該探針的靈敏度，同時提高了該探