组成图示
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传感器类型
电化学发光(ECL)生物传感器
检测对象
氢醌（hydroquinone, HQ），样品基质为空气饱和pH 7.0 Tris-HCl缓冲溶液（检测液）
检测原理
DMSA螯合CdTe量子点因表面未钝化形成表面陷阱态，其带隙较核更窄，可在较低阴极电位被还原并发生电化学发光。在空气饱和缓冲液中，溶解氧在玻璃碳电极表面被还原为H2O2，作为阴极ECL共反应物；QDs获得电子形成还原态，与H2O2反应生成激发态QDs*，发射约623 nm的ECL光。固定于电极的HRP催化HQ氧化为醌并消耗H2O2。HQ浓度升高时，可用于ECL的H2O2减少，激发态QDs*生成降低，ECL强度下降。通过比较无HQ与含HQ时的最大ECL强度I0/I，实现低电位、无外加试剂的酚类传感。
检测灵敏度
LOD: 24.7 nM；线性范围: 0.2–10 mM；灵敏度斜率: 0.708 mM^-1（I0/I=1.03+0.708 [HQ]）；R = 0.998
效应效果
该传感器选择性可接受：在含5 mM HQ的检测液中加入10 mM KCl、KNO3、NaF、KI、FeSO4、UA、KClO4等无干扰，Zn(Ac)2和AA仅使ECL强度降低11.7%和12.8%。对酚类化合物中HQ猝灭效率最高且仅HQ呈线性响应。连续循环扫描RSD为1.1%（QDs/壳聚糖）和1.4%（生物传感器）；5 mM HQ批内RSD 4.3%，批间RSD 3.4%。4 ℃保存15 d、每5 d使用一次，响应无明显下降。作者认为其检测范围优于多数HRP电化学传感器，低电位、无外加试剂、条件温和，适用于过氧化物酶相关分析物。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），作为工作电极提供电子转移并固定传感膜。
- 纳米材料修饰层：DMSA-CdTe量子点（DMSA-CdTe QDs），表面未钝化形成表面陷阱，作为低电位阴极ECL发光体。
- 识别元件：辣根过氧化物酶（HRP），催化氢醌（HQ）氧化并消耗H2O2，实现识别与信号转换。
- 固定/封装层：壳聚糖（chitosan），覆盖并固定QDs与HRP，维持O2渗透和膜稳定性。
- 共反应物：过氧化氢（H2O2），由溶解氧（O2）在电极表面电化学还原生成，与还原态QDs反应产生激发态QDs。
- 信号读出：光电倍增管（PMT）/多功能电化学与化学发光分析系统（MPI-E），采集ECL光信号。
中文摘要
双齿螯合剂美索-2,3-二巯基丁二酸（DMSA）被用作稳定剂合成碲化镉量子点（CdTe QDs）。经傅里叶变换红外光谱、光致发光、紫外-可见光谱、元素分析及高分辨透射电镜表征，DMSA螯合QDs因纳米颗粒较大的表面/体积比及DMSA分子的空间位阻而形成表面陷阱。未钝化表面的带隙比核更窄，使QDs在相对较低的阴极电位下产生电化学发光（ECL）。在空气饱和的pH 7.0缓冲液中，固定于电极表面的QDs在约-0.85 V（vs. Ag/AgCl）处呈现强ECL发射峰。由溶解氧电化学还原生成的H2O2被证实为ECL共反应物，从而避免使用强氧化剂，并建立了对过氧化物酶相关分析物的灵敏检测方法。以氢醌/辣根过氧化物酶/H2O2为模型体系，基于QDs ECL发射因共反应物H2O2被消耗而猝灭，构建了一种无试剂酚类ECL生物传感器用于检测氢醌。该传感器在0.2–10 mM范围内呈线性响应，并具有可接受的稳定性和重现性。该工作为开发具有优异分析性能的新型ECL发光体开辟了新途径，并使QDs在生物传感中更具吸引力。
英文摘要
Bidentate chelation, meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA), was used as a stabilizer for the synthesis of CdTe quantum dots (QDs). The bidentate chelate QDs, characterized with FT-IR, PL, and UV/Vis spectroscopy; element analysis; and high-resolution transmission electron microscope, exhibited surface traps due to the large surface/volume ratio of QD particle and the steric hindrance of the DMSA molecule. The unpassivated surface of the QDs produced a narrower band gap than the core and electrochemiluminescent (ECL) emission at relatively low cathodic potential. In air-saturated pH 7.0 buffer, the QDs immobilized on electrode surface showed an intense ECL emission peak at -0.85 V (vs. Ag/AgCl). H(2)O(2) produced from electrochemical reduction of dissolved oxygen was demonstrated to be the co-reactant, which avoided the need of strong oxidant as the co-reactant and produced a sensitive analytical method for peroxidase-related analytes. Using hydroquinone/horseradish peroxidase/H(2)O(2) as a model system, a new, reagentless, phenolic, ECL biosensor for hydroquinone was constructed, based on the quenching effect of ECL emission of QDs by consumption of co-reactant H(2)O(2). The biosensor showed a linear range of 0.2-10 μM with acceptable stability and reproducibility. This work opens new avenues in the search for new ECL emitters with excellent analytical performance and makes QDs a more attractive alternative in biosensing.