基于三纳米金粒子作标记物的DNA电化学生物传感器的研究

近年来所报道的,包括DNA-Au生物条码技术在内的~([1]),利用各种纳米材料修饰DNA作为探针元件的信号放大DNA传感器~([2])都受限于一种杂交模式缺陷,即难以避免多条目标DNA分子与一个DNA探针相结合.相比于目标DNA分子与DNA探针一对一识别结合的理想模式,这种多对一的结合模式必然导致灵敏度的损失.本工作研制了一种基于一对一识别模式,且利用三纳米金粒子生物条码信号放大的新型DNA探针,很好地解决了这个问题.     

基于核酸适体的电化学生物传感器*

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子（如抗体等）相比,核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述,包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。     

纳米金-Nafion修饰金电极电化学阻抗法测定人端粒DNA

报道了基于纳米金-Nafion修饰金电极检测人端粒DNA的电化学阻抗传感器。将纳米金与Nafion混合超声得到纳米金-Nafion纳米材料,将此纳米材料滴涂于金电极表面获得纳米金-Nafion修饰电极。再将探针人端粒ss DNA滴涂在修饰电极上制备电化学阻抗传感器。利用扫描显微镜对纳米材料的形貌进行了表征。利用循环伏安法和电化学阻抗法对传感器进行了表征及目标人端粒DNA的定量测定。在最优化实验条件下,电化学阻抗传感器响应信号(ΔRet)与目标人端粒DNA浓度的对数(lgc)在0.001~1.0 nmol/L范围内呈良好线性关系。检出限为3.0 pmol/L。对0.5 nmol/L的目标人端粒DNA 7次平行测定,相对标准偏差RSD为3.5%。     

信号放大电化学免疫传感器研究

近年,痕量病毒标志物蛋白的快速检测对分析方法提出了新的要求~([1]);同时,增强电化学信号响应,提高电化学免疫传感器的灵敏度,快速检测痕量免疫蛋白己成为电化学免疫传感器研究的重要方向之一~([2,3]).     

基于适体竞争机理的溶菌酶电化学传感器

制备了基于溶菌酶适体竞争机理的信号减弱型电化学传感器,在玻碳电极上修饰羧基化的多壁碳纳米管,将带有氨基的互补适体DNA连接到多壁碳纳米管上。由于道诺霉素崁入电极上的互补DNA,而产生电化学信号,当有目标物时,适体与结合力更高的溶菌酶结合,原本的互补链解链,导致插入双链的道诺霉素脱落,电化学信号减弱。以微分脉冲伏安法测定溶菌酶,响应的范围为1～500 nmol/L,相关系数0.999,检测下限为0.5 nmol/L(S/N=3)。     

非标记夹心式电化学可卡因适体传感器的研究

设计一种基于双链核酸适体的非标记夹心式电化学适体传感器, 建立简单、高灵敏度的可卡因分析方法. 首先将末端巯基修饰的捕获适体探针组装在金电极表面, 构建可卡因适体传感器. 该传感器与目标分子可卡因和部分互补的检测适体探针作用后, 在电极表面形成适体/可卡因/适体复合物. 以六氨合钌为信号分子, 基于单链适体和适体/可卡因/适体复合物对六氨合钌吸附量的不同, 通过计时电量法检测电极表面吸附六氨合钌的还原电量, 进行可卡因的分析检测. 在优化的条件下, 还原电量与可卡因浓度在1～50 mmol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限为0.1 mmol/L. 用于血清中可卡因的检测, 回收率为96.4%～104%. 该方法简单, 灵敏度高, 可作为一种通用型的适体传感器模型.     

电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用

针对电化学免疫传感器研究的关键问题传感器的灵敏度,将具有优异性质的纳米材料及纳米复合材料应用于传感器敏感界面构建和电化学活性纳米探针的设计去增强检测信号方面进行总结,并将电极表面生物识别层的固定方法及电化学免疫传感器对多肿瘤标志物的联合检测应用进行了的综述,且对电化学免疫传感器的应用前景进行展望。     

金属有机框架材料在电化学/电化学发光免疫分析中的应用（英文）

设计和研制具有超灵敏、高精度、选择性好的免疫传感器对于疾病的早期诊断和筛查以及疾病治疗过程的监测具有十分重要的意义。其中,电化学免疫分析法和电化学发光(ECL)免疫分析法,由于具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽、可控性好等优点而备受关注,已成为当前的研究热点之一。金属有机框架(MOFs)作为一类新型的多孔晶体材料,由于其具有比表面积大、化学稳定性好、孔径和纳米级骨架结构可调节等优点,在电化学和ECL免疫传感器的制备中得到了广泛的应用。MOFs不仅可以作为固定生物识别分子的敏感平台,还可以用于富集痕量分析物和信号分子来放大分析信号,提高电化学或ECL免疫分析的灵敏度。目前,科研人员已合成各种各样具有不同性能和形貌的MOFs纳米材料,并用于开发高性能的电化学免疫传感器和ECL免疫传感器。本文综述了不同类型的基于MOFs纳米材料的电化学/ECL免疫传感器的制备及其在免疫分析中的检测应用。研究表明,MOFs不仅可以作为电极表面修饰的基底、信号探针(包括电活性标记分子和电化学发光发光标记探针)、催化活性标记物,还可以作为负载各种生物分子、纳米材料的载体,最终可用于灵敏的电化学和ECL检测。此外,...     

基于电化学双共价键法构建可再生高灵敏的电化学发光适体传感器检测可卡因

基于点击化学和重氮盐法的双共价键固定化方法,制备了一种高灵敏、可重复使用的电化学发光(ECL)适体传感器. 该方法以可卡因为分析物,以可卡因适体为分子识别物质,以钌联吡啶衍生物为ECL信号物质. 采用电化学方法在玻碳电极表面重氮化叠氮苯胺,通过点击反应连接炔基功能化的钌联吡啶衍生物标记可卡因适体,获得适体传感器. 该传感器在共反应剂存在下,产生弱的电化学发光信号,可卡因存在下,电化学发光信号增加. 基于此,建立了“信号增强”型检测可卡因的电化学发光分析新方法. 电化学发光信号与可卡因浓度在0.1 nmol·L^-1 ~ 100 nmol·L^-1范围内呈良好的线性关系,检出限为60 pmol·L^-1. 该传感器具有良好的稳定性,可重复多次使用. 该双共价键法在构建ECL传感器方面具有很好的应用前景.     

非标记凝血酶阵列电化学适体传感器的研究

基于自制的集成化三阵列金膜电极,构建了一个简单、灵敏、非标记的凝血酶阵列电化学适体传感器。以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术,在FR-4玻璃纤维板上制作了由3个金膜工作电极、1个大面积金膜对电极和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统。以集成化金膜阵列电极作为基础电极,采用巯基自组装技术将带巯基的凝血酶适体固定在3个金工作电极表面,巯基己醇封闭后获得三阵列凝血酶适体传感器,以电活性物质铁氰化钾作为电化学探针,基于凝血酶适体和凝血酶结合前后铁氰化钾在电极表面传质的不同导致电流变化进行凝血酶的测定。采用方波脉冲伏安法,铁氰化钾氧化峰电流的变化值与凝血酶浓度在1.52~63 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.92 nmol/L。     

非标记凝血酶阵列电化学适体传感器的研究

基于自制的集成化三阵列金膜电极,构建了一个简单、灵敏、非标记的凝血酶阵列电化学适体传感器。以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术,在FR-4玻璃纤维板上制作了由3个金膜工作电极、1个大面积金膜对电极和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统。以集成化金膜阵列电极作为基础电极,采用巯基自组装技术将带巯基的凝血酶适体固定在3个金工作电极表面,巯基己醇封闭后获得三阵列凝血酶适体传感器,以电活性物质铁氰化钾作为电化学探针,基于凝血酶适体和凝血酶结合前后铁氰化钾在电极表面传质的不同导致电流变化进行凝血酶的测定。采用方波脉冲伏安法,铁氰化钾氧化峰电流的变化值与凝血酶浓度在 1.52~63 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.92 nmol/L。     

基于工具酶信号放大技术电化学发光法检测凝血酶

利用巯基乙胺将合成的金纳米粒子氨基化;基于纳米粒子负载羧基化的联吡啶钌和巯基DNA制得电化学发光信号探针;采用酶循环信号放大技术,获得大量含新增DNA的溶液来捕获信号探针;以金电极为载体,将巯基DNA自组装到电极表面,依次杂交互补DNA和信号探针,构建电化学发光生物传感器.在优化的条件下,此传感器对凝血酶具有良好的响应,在3.0× 10-13～6.0×10-11 mol/L范围内,凝血酶的浓度与发光强度呈良好的线性关系,检出限为1.8× 10-13 mol/L(3a).采用酶切循环放大技术制备的生物传感器具有灵敏度高,选择性和重现性良好等特点.     

基于单壁碳纳米管和目标诱导适体转移电化学适体传感器检测腺苷

以修饰于电极表面的单壁碳纳米管(SWNTs)作为适体固定平台,基于目标诱导适体(Aptamer)转移,构建了检测腺苷的电化学适体传感器。将SWNTs修饰到玻碳电极表面,没有目标物腺苷时,亚甲基蓝标记的腺苷适体(MB-Aptamer)通过适体与SWNTs之间强的相互作用固定在电极表面,此时电极表面因为有大量MB存在,能够检测到强的MB氧化电流信号。当引入腺苷后,因为腺苷与适体的相互作用力大于适体与SWNTs的相互作用力,迫使MB-Aptamer脱离电极进入溶液,此时电极表面MB量减少,导致MB氧化电流强度减弱,根据加入腺苷前后传感器表面MB氧化电流强度的变化,采用方波脉冲伏安法对腺苷进行检测。结果表明,MB氧化电流信号比值与腺苷浓度在0.0010~0.50 nmol/L之间呈良好的线性关系,检出限为0.49 pmol/L(S/N=3)。     

基于核酸适体电化学生物传感器用于腺苷的免标记检测

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种基于核酸适体的新型腺苷电化学生物传感器.固定于电极表面的适体探针与目标腺苷杂交后使电极界面的结构发生改变,通过[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,以此作为检测信号进行腺苷的免标记检测.表面电子传递电阻的变化值与腺苷浓度的对数在1.0×...     

Nano-NiO/Nafion膜修饰电极的电化学行为研究

纳米材料修饰电极是将纳米科学与化学修饰电极有机结合起来的一个新的研究领域.将纳米材料的独特性能应用到电分析化学中,成为电化学分析领域一个研究热点.抗坏血酸的分析方法有光度法、滴定法和电化学分析法~([1,2])等.在裸电极上,抗坏血酸的电化学氧化存在较高的过电位,因此,电化学分析中一般采用化学修饰电极.     

纳米电化学生物传感器

纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质,与特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等相结合,并以电化学信号为检测信号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势,综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展,包括纳米颗粒生物传感器,纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器,以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。     

电化学葡萄糖传感器

作为电化学生物传感器中最重要的研究内容之一,葡萄糖生物传感器在数十年的发展中取得了巨大进展。本文综述了近年来利用纳米技术设计的新型电化学葡萄糖传感器的主要研究进展,并从纳米材料维度分类进行了讨论。其中,零维纳米材料主要讨论了包括金纳米颗粒、银纳米颗粒以及铜、铂等金属纳米颗粒材料; 一维纳米材料主要讨论了通过模板法制备的金属或金属氧化物纳米线以及单臂或者多壁纳米管材料; 二维纳米材料主要总结了以碳为基础的石墨烯材料和一些片状的金属材料。纳米材料对电化学葡萄糖传感器的影响主要集中在生物相容性、增强检测灵敏度、酶的固定等方面。此外,本文也对电化学葡萄糖传感器的今后发展做了展望。     

纳米材料电化学与生物传感器——有机微污染物检测新途径

本文介绍了近年来纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的研究现状,分析了这些传感器中纳米材料修饰电极的特点,重点阐述了纳米材料在有机微污染物检测中的重要作用,列举了一些纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的应用。最后对纳米材料电化学与生物传感器用于有机微污染物的检测研究进行了简要评述和展望。     

基于适体和生物条形码放大技术多组分电化学生物传感器的研究

适体(Aptamer)也称为核酸适体、适配体、适配子等,是一段由25～80个碱基组成的单链寡核苷酸片段,可以是DNA也可以是RNA~([1,2]).它是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术从人工构建的随机单链寡核苷酸文库里筛选出来,可以结合蛋白质、氨基酸、药物或无机离子等目标分子.适体作为传感器的分子识别物质与其它分子识别物质相比,具有高特异性、高亲和力、目标分子范围广、稳定性好等优点,广泛用于生物传感器的研究~([3]).     

非固定化水相中直接DNA分子电化学识别

DNA分子固定技术和杂交信号转换技术是传统电化学DNA传感器的两大关键因素.特别是DNA分子在电极表面的固定直接影响到检测灵敏度,选择性和重现性,往往需要选择复杂的化学反应过程将DNA识别分子共价键和到电极表面,以此提高DNA识别层的稳定性和可重复行;以及设计特殊的空间手臂分子链接到DNA识别分子上,以此提高它在电极界面的的空间自由度,进而提高与水相中互补DNA的杂交效率.