單顆粒碰撞電化學(xué)是近年來興起的一種電化學(xué)分析新方法，基于溶液中做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒與超微電極的碰撞實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)顆粒電化學(xué)信號(hào)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(duì)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(xiàn)待測(cè)物的原位、高通量分析，并有望將檢測(cè)限降至單體水平，在高靈敏度分析檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在本論文第一章我們系統(tǒng)地闡述了單顆粒碰撞電化學(xué)的機(jī)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(cè)以及紅細(xì)胞一氧化氮（nitric oxide，NO）代謝行為研究的現(xiàn)實(shí)意義。

在第二、三章節(jié)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(cè)新策略及紅細(xì)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(fù)合物，并通過汞離子與DNA鏈中的胸腺嘧啶（Thymine，T）之間的T-Hg2+-T配位作用誘導(dǎo)AgNPs-DNA復(fù)合物團(tuán)聚進(jìn)行水溶液中汞離子的檢測(cè)?；贏gNPs-DNA復(fù)合物在Hg2+誘導(dǎo)團(tuán)聚前后與超微電極碰撞過程中的碰撞頻率與氧化電量的變化，實(shí)現(xiàn)了雙模式自驗(yàn)證的Hg2+傳感，提升了檢測(cè)準(zhǔn)確度，并成功應(yīng)用于實(shí)際水樣中汞離子的定量。

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

具體研究?jī)?nèi)容如下所述:

（1）制備了尺寸均一的AgNPs，通過線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(fù)合物，并通過抗鹽團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)、Zeta電位、動(dòng)態(tài)光散射等表征手段證明AgNPs-DNA復(fù)合物的成功制備。隨后通過掃描電子顯微鏡、紫外可見分光光度法和動(dòng)態(tài)光散射表征證明了汞離子對(duì)AgNPs-DNA復(fù)合物的團(tuán)聚誘導(dǎo)行為。基于不同汞離子濃度誘導(dǎo)AgNPs-DNA復(fù)合物團(tuán)聚程度的不同，通過分析AgNPs-DNA復(fù)合物在碰撞電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中碰撞頻率與氧化電量的改變，實(shí)現(xiàn)了汞離子的精確定量，檢測(cè)范圍為0.025-25 n M，檢測(cè)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(duì)汞離子檢測(cè)的良好選擇性。最終將此方法成功應(yīng)用于實(shí)際水樣的檢測(cè)，證明了該方法的實(shí)際應(yīng)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循環(huán)伏安掃描對(duì)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。我們通過對(duì)紅細(xì)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(cè)試，研究了紅細(xì)胞與亞硝酸鹽的代謝產(chǎn)物。接著使用自制的微電極進(jìn)行碰撞電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了單個(gè)紅細(xì)胞在亞硝酸鹽存在情況下的NO代謝行為，通過統(tǒng)計(jì)分析計(jì)時(shí)電流曲線上的電化學(xué)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了群體紅細(xì)胞NO代謝行為的分布研究。本工作基于單細(xì)胞碰撞電化學(xué)技術(shù)，對(duì)群體紅細(xì)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)健康問題提供了理論基礎(chǔ)。