青蒿素及其衍生物的电化学发光性能研究及在手性物质检测中的应用.pdf
摘要
摘要
开发新颖高效的发光基团一直是电化学发光（ECL）研究的重要课题。有
机ECL发光基团因其结构多样性、热/光化学稳定性、波长可调、易于功能化和
良好的生物相容性而备受青睐。通常来说，具有ECL特性的有机发光团需要满
足一些先决条件，其中之一就是具有易于断裂的化学结构，例如过氧键和联氨
键等。这类分子结构可以使其在电激发下发生化学反应释放出稳定的ECL信号。
青蒿素（ART）及其衍生物中存在易断裂的内过氧键（O-O），使其在电化学
激发条件下具有产生ECL的先决条件。同时，青蒿素及其衍生物具有手性中心，
为其在手性物质检测领域的应用奠定了基础。更重要地是，探索ART及其衍生
物的ECL对手性物质检测具备重要意义。
综上所述，进一步研究ART及其衍生物的ECL发光性能不仅可以加深我们
对该类分子构效关系的认识，同时也能够为手性物质检测提供有效的方法。本
文包括以下三个方面：
1.青蒿素的电化学发光性能研究及在手性半胱氨酸检测中的应用
本部分工作首先测试了ART的圆二色性、电化学和ECL性能，发现在水介
质中以过硫酸钾（KSO）为共反应剂时，ART作为一种新型ECL发光材料，
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在近红外（NIR）区域的726nm处具有强而稳定的阴极ECL发射。随后基于
ART构建了一个高灵敏度的ECL传感器，通过ECL信号高效地识别了手性半胱
氨酸。最后用密度泛函理论和扫描电化学显微镜（SECM）技术进一步揭示了
青蒿素电化学发光的机理以及对手性半胱氨酸的检测机制。
2.青蒿素衍生物的电化学发光性能研究及在微塑料检测中的应用
本部分工作研究了ART的三种衍生物：双氢青蒿素（DHA），蒿甲醚
（HJM），青蒿琥酯（QHHZ）的光物理性质和电化学发光行为。圆二色光谱
表征发现这三种衍生物都具有手性。随后在相同的ECL测试条件下，发现DHA
具有最优异的ECL发射性能，并用SECM对其信号最优的原因进行了探究。聚
乳酸（PLA）是微塑料的一种，含有手性碳原子。DHA和同样具有手性的PLA
可以特异性结合导致ECL信号的猝灭，所以用DHA-ECL体系建立了一个高效
检测微塑料聚乳酸的手性电化学发光传感平台。
3.手性青蒿素衍生碳点的电化学发光性能研究及在手性犬尿氨酸检测中的应用
构建具有ECL性能的手性碳点可以实现手性物质的高效检测。本部分以具
有手性的ART作为手性源，柠檬酸为碳源合成了手性ART碳点（A-CDs）。通
I
摘要
过XRD、圆二色谱、TEM、XPS、红外光谱的表征证明了A-CDs的成功制备。
随后对A-CDs进行了ECL行为测试，结果显示在水相中使用KSO作为阴极
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共反应剂时，A-CDs展现出优异的ECL发射。最后利用A-CDs的手性和良好的
ECL行为检测了手性犬尿氨酸。该类研究为进一步使用ECL技术检测手性物质
提供了新思路和方法。
关键词：青蒿素；双氢青蒿素；电化学发光；碳点；手性识别
II
目录
目录
第1章绪论1
1.1青蒿素1
1.1.1青蒿素及其衍生物简介1
1.1.2青蒿素及其衍生物的研究进展2
1.2电化学发光（ECL）10
1.2.1电化学发光简介10
1.2.2电化学发光机理10
1.2.3ECL发光体12
1.2.4