單顆粒碰撞電化學(xué)是近年來(lái)興起的一種電化學(xué)分析新方法，基于溶液中做布朗運動(dòng)的顆粒與超微電極的碰撞實(shí)現對單個(gè)顆粒電化學(xué)信號的獲取，不僅可以提供納米限域尺度下顆粒的本征電化學(xué)信息，也能對顆粒的濃度、尺寸等一系列物化性質(zhì)進(jìn)行研究。此外，單顆粒碰撞電化學(xué)可實(shí)現待測物的原位、高通量分析，并有望將檢測限降至單體水平，在高靈敏度分析檢測領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

在本論文第一章我們系統地闡述了單顆粒碰撞電化學(xué)的機理以及相關(guān)的研究進(jìn)展，并介紹了水環(huán)境中汞離子含量檢測以及紅細胞一氧化氮（nitric oxide，NO）代謝行為研究的現實(shí)意義。

在第二、三章節中，基于單顆粒碰撞電化學(xué)的原理分別提出了水環(huán)境中汞離子超靈敏檢測新策略及紅細胞NO代謝行為研究新方法。

在第二章中，我們基于單顆粒碰撞電化學(xué)，利用DNA中的聚胞嘧啶堿基（poly-cytosine，poly-C）與銀納米顆粒（Ag nanoparticles，AgNPs）之間的配位作用制備了AgNPs-DNA復合物，并通過(guò)汞離子與DNA鏈中的胸腺嘧啶（Thymine，T）之間的T-Hg2+-T配位作用誘導AgNPs-DNA復合物團聚進(jìn)行水溶液中汞離子的檢測?；贏(yíng)gNPs-DNA復合物在Hg2+誘導團聚前后與超微電極碰撞過(guò)程中的碰撞頻率與氧化電量的變化，實(shí)現了雙模式自驗證的Hg2+傳感，提升了檢測準確度，并成功應用于實(shí)際水樣中汞離子的定量。

在第三章中，我們以紅細胞作為代謝行為的研究對象，并自制了尺寸可控的微電極，通過(guò)外源性提供亞硝酸鹽對紅細胞與其產(chǎn)生的NO代謝產(chǎn)物進(jìn)行了研究。擴展了單顆粒碰撞電化學(xué)在單細胞碰撞檢測上的應用，建立了單個(gè)紅細胞NO代謝行為研究的新方法。

具體研究?jì)热萑缦滤?

（1）制備了尺寸均一的AgNPs，通過(guò)線(xiàn)性伏安掃描和單顆粒碰撞電化學(xué)研究了AgNPs的電化學(xué)氧化行為。利用poly-C DNA修飾AgNPs制備了AgNPs-DNA復合物，并通過(guò)抗鹽團聚實(shí)驗、Zeta電位、動(dòng)態(tài)光散射等表征手段證明AgNPs-DNA復合物的成功制備。隨后通過(guò)掃描電子顯微鏡、紫外可見(jiàn)分光光度法和動(dòng)態(tài)光散射表征證明了汞離子對AgNPs-DNA復合物的團聚誘導行為?；诓煌x子濃度誘導AgNPs-DNA復合物團聚程度的不同，通過(guò)分析AgNPs-DNA復合物在碰撞電化學(xué)實(shí)驗中碰撞頻率與氧化電量的改變，實(shí)現了汞離子的精確定量，檢測范圍為0.025-25 n M，檢測限為0.025 nM。此外，我們證實(shí)了該方法在一系列干擾金屬離子存在下對汞離子檢測的良好選擇性。最終將此方法成功應用于實(shí)際水樣的檢測，證明了該方法的實(shí)際應用潛力。

（2）制備了尺寸可控的碳微電極，并在含二茂鐵甲醇的氯化鉀溶液中通過(guò)循環(huán)伏安掃描對自制微電極進(jìn)行電化學(xué)表征，證實(shí)了自制微電極的成功制備。我們通過(guò)對紅細胞修飾玻碳電極在外源性亞硝酸鹽存在的條件下進(jìn)行循環(huán)伏安測試，研究了紅細胞與亞硝酸鹽的代謝產(chǎn)物。接著(zhù)使用自制的微電極進(jìn)行碰撞電化學(xué)實(shí)驗研究了單個(gè)紅細胞在亞硝酸鹽存在情況下的NO代謝行為，通過(guò)統計分析計時(shí)電流曲線(xiàn)上的電化學(xué)信號實(shí)現了群體紅細胞NO代謝行為的分布研究。本工作基于單細胞碰撞電化學(xué)技術(shù)，對群體紅細胞NO代謝行為的異質(zhì)性進(jìn)行了高通量分析，提出了一種代謝行為研究的新方法，為代謝相關(guān)健康問(wèn)題提供了理論基礎。