酶聚合体电流信号放大多通道电化学免疫传感体系及蛋白肿瘤标志物检测

本文构建了一种基于酶聚合体信号放大的多通道电化学免疫传感体系,并用于肝癌肿瘤标记物甲胎蛋白（AFP）的定量检测. 该传感体系由固定了抗AFP鼠单克隆抗体的多通道丝网印刷电极组成,可捕获肿瘤标记物抗原AFP,进而与抗AFP兔多抗特异性结合形成夹心免疫复合物,然后利用辣根过氧化物酶聚合体偶联的羊抗兔二抗（IgG-polyHRP）与三明治夹心免疫复合物结合,实现电流信号放大. 该体系结合多通道丝网印刷电极及自主研发的多通道电化学检测仪,可同时满足多通道电流信号的检测. 在最优化条件下,该传感体系检测AFP浓度的动态范围为64 pg·mL^-1 ~ 250 ng·mL^-1,最低检测下限为56 pg·mL^-1,具有检测灵敏度高、特异性强、操作简便以及仪器便携等优点.     

基于乙酰胆碱酯酶生物传感平台的西维因检测

为给农药西维因检测提供一种新方法,根据西维因抑制乙酰胆碱酯酶活性的原理,以黑珍珠2000（BP2000）为乙酰胆碱酯酶的固定化材料,采用滴凃电极法构建了基于乙酰胆碱酯酶的西维因生物传感平台. 结果表明,固定在BP2000 上的乙酰胆碱酯酶保持了对氯化乙酰胆碱的催化活性,并且由于BP2000 材料的引入,提升了电极有效的电化学活性表面积,而且电极上物质的电化学氧化拥有较低氧化电位（0.630 V）并伴随质子传输. 由BP2000 搭建成功的乙酰胆碱酯酶生物传感平台对西维因检测的线性响应范围为2.0 ng·mL^-1 ~ 12.5 ng·mL^-1,检测限为3.15 ng·mL^-1. 本研究对酶生物传感平台和酶生物燃料电池体系中酶电极的构建提供了一种简单方法及高效载体.     

非标记型双底物检测核酸适配体传感器研究

采用电沉积法制备了铁氰化镍(NiHCF)氧化还原电化学探针, 以金纳米粒子(GNPs)为固定核酸适配体的载体构建了非标记型测定凝血酶(TB)和腺苷(AD)的核酸适配体传感器. 采用循环伏安法(CV)和SEM对NiHCF膜进行了表征; 利用电化学阻抗(EIS)对传感器的组装过程进行了监测; 用CV和差分脉冲伏安法(DPV)对该传感器的电化学行为进行了研究. 该传感器对凝血酶的检测在1.0 fg·mL^-1～1.0 μg·mL^-1范围内成良好的线性关系, 相关系数为0.997, 检测限为0.27 fg·mL^-1; 对腺苷的检测在1.0 fg·mL^-1～1.0 ng·mL^-1范围内成良好的线性关系, 相关系数为0.997, 检测限为0.36 fg/mL. 该传感器制备简单, 灵敏度高, 抗干扰能力强.     

基于离子液体修饰介孔硅的免标记电化学免疫测定双组分肿瘤标志物

建立了一种可同时检测双组分肿瘤标志物的免标记电化学免疫测定方法,检测了人血清样品中癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）的含量. 在实验中,我们首先将二种电化学底物,二茂铁甲酸（FCA）和亚甲基蓝（MB）,分别结合在离子液体（IL）修饰的介孔硅（MPS）的孔道内,制备FCA-IL-MPS和MB-IL-MPS复合材料;然后将免疫探针涂覆在掺铟氧化锡（ITO）电极表面的不同部分;最后将CEA单克隆抗体（anti-CEA）和AFP单克隆抗体（anti-AFP）分别负载到两种材料的孔内,制得CEA和AFP的免标记免疫探针（anti-CEA/FCA-IL-MPS,anti-AFP/MB-IL-MPS）,组装得到双组分的免标记免疫传感器. 当该免疫传感器在含有抗原的样液中温育后,CEA和AFP抗原通过特异性免疫反应而结合到MPS孔道内. 由于形成的免疫复合物不导电且有一定的空间位阻,所以对电极表面的电子转移产生了阻碍. 根据ITO不同位置上响应电流的变化实现对CEA和AFP含量的同时测定. 本方法对CEA和AFP的检测线性范围分别为0.5～80 ng·mL^-1和0.5～100 ng·mL^-1,检测限分别为0.1 ng·mL^-1和0.1 ng·mL^-1（S/N=3）. 离子液体具有高导电率,能实现所构建体系信号的放大,使制备的免疫传感器具有良好的灵敏度.     

基于花状铂纳米颗粒构建的电致化学发光免疫传感器用于检测载脂蛋白A1

采用一锅合成法制备了新型的具有大比表面积的花状铂纳米颗粒（PtNFs）,并构建了一个高灵敏电致化学发光（ECL）免疫传感器用于检测载脂蛋白A1（Apo-A1）. 该PtNFs用于吸附二抗（anti-Apo-A1）,并用葡糖糖氧化酶（GOD）封闭其表面的非特异性位点,最终制备了PtNFs@anti-Apo-A1@GOD信号探针. 当Apo-A1存在时,通过夹心免疫反应将制备的信号探针捕获于电极表面,并将所制得的电极置于含有葡萄糖的过硫酸根底液中检测. GOD催化葡萄糖产生H₂O₂,H₂O₂在PtNFs的催化下分解并在电极表面原位产生O₂,所产生的O₂能够催化过硫酸根-氧气体系的电致化学发光反应,放大发光信号,提高检测灵敏度. 该传感器在0.1ng•mL^-1 ~ 100 ng•mL^-1范围内对Apo-A1有良好的线性响应,检测下限达到0.03ng•mL^-1,有望应用于临床分析诊断.     

基于多层酶/纳米金固定甲胎蛋白免疫传感器的研究

>利用自组装技术和静电吸附作用, 将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)固定在多层辣根过氧化物酶/纳米金及L-半胱胺酸修饰的金电极表面, 制备出用于检测甲胎蛋白抗原(AFP)的无试剂型免疫传感器. 通过交流阻抗技术、循环伏安法和计时电流法考察了电极的电化学特性, 并对该免疫传感器的作用机理及性能进行了详细的研究. 用计时电流法测得AFP的线性范围为1.0～10.0和10～200 ng•mL^－1, 检出限为0.5 ng•mL^－1. 实验结果表明, 该方法提高了抗体的固定量, 增强了传感器的灵敏度和稳定性, 且该传感器响应迅速、选择性好, 血清中常见抗原不干扰测定. 将其用于临床血清检验, 与放射免疫测定法(RIA)的符合率为86.7%.     

基于聚硫堇、DNA/纳米银复合物共修饰癌胚抗原免疫传感器的研究

将硫堇聚合到玻碳电极(GCE)表面形成带正电的多孔聚硫堇(PTH)复合膜, 通过静电吸附固定DNA/纳米银复合物, 利用复合物中纳米银大的比表面积和强的吸附能力将癌胚抗体(anti-CEA)固定到电极表面, 从而制得高灵敏的电流型癌胚抗原(CEA)免疫传感器. 通过循环伏安法考察了电极表面的电化学行为, 并对免疫传感器的性能进行了详细研究. 在最优的实验条件下, 用示差脉冲伏安法(DPV)对癌胚抗原进行检测, 其线性范围为1.0～10.0 ng•mL^－1和10.0～80.0 ng•mL^－1, 线性相关系数分别为0.9983和0.9970, 检测限为0.24 ng•mL^－1, 并将该免疫传感器用于血清样品中CEA的检测.     

基于单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的电化学生物传感器

结合DNA酶优异的氧化还原催化特性和碳纳米管的电化学特性, 制备了单壁碳纳米管-DNA酶复合材料, 并通过壳聚糖将其固定到玻碳电极表面构建了电化学生物传感界面. 研究了单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的氧化还原反应催化特性, 并以此为传感平台构建了葡萄糖氧化酶电化学生物传感器. 结果表明, 单壁碳纳米管-DNA酶复合材料修饰的电极对过氧化氢的响应具有较宽的线性范围(5×10^-6~1×10^-2 mol/L)和良好的检测灵敏度(检出限为1×10^-6 mol/L). 采用制备的葡萄糖氧化酶传感器实现了对葡萄糖的快速灵敏检测.     

石墨烯基葡萄糖生物传感器的电化学制备及应用

修饰材料和酶在电极表面上的固定是目前制约葡萄糖生物传感器广泛应用的主要因素. 交替电沉积石墨烯和纳米金在玻碳电极表面以构建石墨烯/金复合材料. 电极放入2,5-二(2-噻吩)-1-对苯甲酸吡咯溶液(DPB)进行电聚合形成含有大量游离羧基的导电高分子膜. 以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液为活化剂将葡萄糖氧化酶共价键合于电极表面制备生物传感器. 采用拉曼光谱、X-射线衍射和扫描电镜对石墨烯/金复合材料的形貌和结构分析揭示交替电沉积得到了分散性良好的石墨烯/金复合材料. 此外, 修饰电极的电化学性质也被详细研究. 它的电活性面积、载酶量和表观米氏常数分别为0.1403 cm²、7.73×10^-11 mol·cm^-2和5.23×10^-5 mol·L^-1. 当葡萄糖浓度在5×10^-6～5×10^-4 mol·L^-1之间, 传感器的差分脉冲伏安峰电流变化符合线性关系. 方法的检出限为1.7×10^-6 mol·L^-1. 传感器在4 ℃下放置四周后其电化学响应仍能保持95%以上. 由于石墨烯/金复合材料的电催化作用和导电高分子对酶的共价固定, 方法在灵敏度、选择性、稳定性和重现性方面优于文献报道的萄葡糖生物传感器, 它成功用于血清中微量葡萄糖的测定.     

以对苯二甲酸为手臂连接剂的大肠杆菌DNA传感器

将空心球状CdS超声分散于聚乙烯醇(PVA)溶液中, 得到均匀的CdS-PVA复合材料分散液. 取适量分散液滴涂于玻碳电极表面, 晾干得到CdS-PVA修饰电极. 以对苯二甲酸为手臂连接剂, 在CdS-PVA膜上共价固定大肠杆菌特定寡聚核苷酸序列, 构建了一种新型的DNA传感器. 采用电化学阻抗法考察了该传感器的分析性能, 结果表明该传感器能有效区分互补序列、 单碱基错配序列、 三碱基错配序列和完全错配序列, 可在1.0×10^-12～1.0×10^-7 mol/L范围内对大肠杆菌目标序列进行定量分析, 检出限为1.3×10^-13 mol/L. 将该传感器应用于大肠杆菌实际样品的检测, 结果令人满意.     

基于Pd/COF-LZU1非标记型C-反应蛋白免疫传感器的研制

采用溶剂热法, 通过有机单体合成了一种亚胺键连接的共价有机框架材料(COF-LZU1); 在常温常压条件下, 通过后合成的方法将贵金属钯(Ⅱ)引入到COF材料中, 合成了复合材料Pd/COF-LZU1, 该材料具有优良的催化性能. 利用Pd/COF-LZU1多孔复合材料将C-反应蛋白(CRP)抗体(anti-CRP)固定在玻碳电极表面, 构建了一种非标记型CRP免疫传感器. 当抗体与抗原发生免疫反应时, 形成的免疫复合物会阻碍电化学探针[Fe(CN)₆]^4-/3-的电子传递, 降低其响应电流, 从而实现CRP的快速检测. 采用交流阻抗和差示脉冲伏安法(DPV)考察了免疫传感器的电化学特性, 同时考察了测试底液的pH值、 抗原培育时间和抗体固定浓度等实验条件对传感器性能的影响. 在最优的实验条件下, 采用DPV法对CRP进行检测的线性范围为5~180 ng/mL, 检出限为1.66 ng/mL, 线性相关系数为0.992.     

快速检测中药材中黄曲霉毒素B1的电化学生物传感器

结合新型纳米传感膜材料,以黄曲霉毒素Bl(AFBl)单克隆抗体为生物识别元件,通过考察AFB1与抗体之间的相互作用对测试底液中[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-([Fe(CN)6]3-/4-)氧化还原体系的影响,构建了一种可用于中药材中AFB1快速检测的电化学生物传感器.在最佳条件下,对AFB1浓度的线性响...     

Gold nanoparticle arrays directly grown on nanostructured indium tin oxide electrodes: Characterization and electroanalytical application

This work describes an improved seed-mediated growth approach for the direct attachment and growth of mono-dispersed gold nanoparticles on nanostructured indium tin oxide (ITO) surfaces. It was demonstrated that, when the seeding procedure of our previously reported seed-mediated growth process on an ITO surface was modified, the density of gold nanospheres directly grown on the surface could be highly improved, while the emergence of nanorods was restrained. By field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and cyclic voltammetry, the growth of gold nanoparticles with increasing growth time on the defect sites of nanostructured ITO surface was monitored. Using a [Fe(CN)₆]³⁻/[Fe(CN)₆]⁴⁻ redox probe, the increasingly facile heterogeneous electron transfer kinetics resulting from the deposition and growth of gold nanoparticle arrays was observed. The as-prepared gold nanoparticle arrays exhibited high catalytic activity toward the electrooxidation of nitric oxide, which could provide electroanalytical application for nitric oxide sensing.     

超微环电极上稳态伏安曲线理论和验证

本文提出了超微环电极上稳态伏安曲线理论,用K₄Fe(CN)₆·KCl体系和超微金环电极(T_i=25.7μm,T₂=20.2μm)对理论进行验证,测得的伏安曲线与理论相符。     

钴氰化钠/氯化钠固体溶液微晶体的电化学制备及其特性

钴氰化钠与铁氰化钠结构类似,而其在固/液界面上的电子转移特性却并不显著. 使用扫描电化学显微镜（SECM）构建了fL~pL体积的电化学微体系. 在微体系中溶剂蒸发,电解质则会浓缩结晶. 当电活性物质与支持电解质的晶格参数匹配时,二者可发生共结晶形成固体溶液. 本文采用该方法制得钴氰化钠/氯化钠固体溶液微晶体,结合微加工技术构建了固体电极/固体溶液界面,该钴氰化钠在固体溶液中即有很好的电子转移特性.     

Micellar effects on photoinduced redox reactions of Fe(bpy)2(CN)2

Excitation of solutions of Fe(bipy)₂(CN)₂ by a 266-nm laser pulse produces a hydrated electron and the oxidized complex, Fe(bipy)₂ (CN)₂⁺, in the primary photochemical step, in homogeneous aqueous solution as well as in aqueous solutions containing cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or sodium dodecyl sulfate (SDS) micelles. In all cases nascent hydrated electrons react with ground state Fe(bipy)₂(CN)₂ to form Fe(bipy)₂(CN)₂⁻, and comparison of the decay constants in the three media (H₂O: k = 2.8 × 10¹⁰ M⁻¹ s⁻¹; CTAB: k = 2.9 × 10¹⁰ M⁻¹ s⁻¹; SDS: k = 5.5 × 10⁹ M⁻¹ s⁻¹), shows that the reaction is essentially unaffected by CTAB micelles but is much slower in SDS solution. Similar micellar effects were found for the back reaction between e_aq⁻ and Fe(bpy)₂(CN)₂⁺. Rate constants for the scavenging of the photogenerated hydrated electrons by methyl viologen (MV²⁺) cations and NO₃⁻ anions were measured in the three systems, and the results indicate that for scavenging by MV²⁺ the rate constants are decreased in the micelle systems (k in H₂O, 8.4 × 10¹⁰; CTAB, 3.5 × 10¹⁰ and SDS, 1.58 × 10¹⁰ M⁻¹ s⁻¹), whereas for NO₃⁻ the CTAB micelle decreases while the SDS micelle enhances the scavenging compared to water solution (k in H₂O, 8.3 × 10⁹; CTAB, 7 × 10⁸; and SDS, 2.05 × 10¹⁰ M⁻¹ s⁻¹). For the comproportionation reaction between Fe(bipy)₂(CN)₂⁺ and Fe(bipy)₂(CN)₂⁻ both micelles reduce the rate (k in H₂O, 3.3 × 10¹⁰; CTAB, 2.3 × 10¹⁰; and SDS, 1.05 × 10¹⁰ M⁻¹s⁻¹), but while the reaction of Fe(bipy)₂(CN)₂⁺ with MV⁺ is increased in CTAB compared to water, it is slowed in SDS (k in H₂O, 2.4 × 10¹⁰; CTAB, 8.9 × 10¹⁰; and SDS, 1.8 × 10¹⁰ M⁻¹s⁻¹). All effects observed in these microheterogeneous systems can be uniformly interpreted in terms of Coulombic interactions between the actual reactants and the charged surface of the micelles.     

Radiation chemical formation and precipitation of Turnbull blue from Fe(III)-oxalate

The radiation chemical analogue of the light induced formation of Turnbull blue, K[Fe(II)Fe(III)(CN)₆], from K₃[Fe(III)(oxalate)₃] and K₃[Fe(III)(CN)₆] was investigated by pulse radiolysis. The kinetic analysis revealed a two-step process: after a pseudo-first order reaction an autocatalytic formation of Turnbull blue takes place. The rate coefficient of the first step is k₈=1.42×10⁵ M⁻¹ s⁻¹. The incubation time of precipitation was also determined.