摘要
比率电化学发光(RECL)不仅具有高灵敏度、高选择性和低背景信号等诸多优点,而且能够有效减少仪器或者外部环境对分析准确性的影响,已被广泛应用于金属离子、疾病标志物、食品安全等检测。但目前对RECL的研究主要是针对传感器的构建和靶标分子的检测,而对锡酸盐基发光体结构与性能之间构效关系的探索有限。因此,深入研究发光体结构与性能之间的关系,合理开发性能稳定的新型发光材料和构建具有高选择性的RECL实现对靶标分子的特异性检测具有重要的意义。基于此,本文开发两种锡酸盐基发光材料并初步探索了其发光机制,成功构建了新型RECL,为监测食品安全提供了新思路。 1.采用界面工程策略,精准调控合成具有丰富氧空位的CdZnS/Eu2Sn2O7异质结构作为阴极发光材料,耦合生物质衍生氮掺杂碳点(BD-NCDs)作为阳极材料,设计了具有高灵敏度RECL体系。利用异质界面和丰富氧空位的CdZnS/Eu2Sn2O7,实现了CdZnS/Eu2Sn2O7/GCE+BD-NCDs+H2O2体系的自增强。实验和DFT计算表明,异质界面诱导形成的Zn/Cd-S-Sn键作为主要的催化活性位点,有利于增强电化学反应动力学,催化H2O2生成?OH的能力分别提高了4.7倍和14.4倍;CdZnS/Eu2Sn2O7上的氧空位(OVs)作为主要活性位点,催化H2O2生成活性中间体O2?-,相比于BD-NCDs,使阳极信号放大5.7倍。得益于CdZnS/Eu2Sn2O7的自增强效应,提高了对日落黄(SY)检测的灵敏度(0.1-4000nmol/L)。同时集成智能手机传感器设备成功实现了SY的便携式检测。这将为探索自增强RECL体系提供新思路,也拓宽了智能手机集成RECL在检测方面的潜力。 2.为了进一步提高RECL传感器特异性和选择性,并拓宽其在食品安全方面的应用。结合分子印迹技术,采用Ce2Sn2O7和Ru(bpy)32+分别作为阴极和阳极ECL发光体,在共反应剂K2S2O8和TPrA存在下,基于原位电聚合方法作为捕获和信号放大探针,设计了一种新型双电位(-1.8V和+?1.2V)分子印迹比率电化学发光(MIRECL)传感器,用于酪胺(Try)检测,其线性范围为0.01μmol/L-1000μmol/L,检测限低至0.005μmol/L。并结合智能手机读取光信号的原理,用于实际虾和鱼等样品中Try的灵敏度和特异性检测,为农业食品新鲜度的现场检测提供了新思路。