水中重金属离子的压电传感检测

基于压电晶体谐振频率的偏移与其表面质量负载相关的基本原理,将巯基乙胺和对巯基苯甲酸层层自组装修饰到压电石英晶振金电极和金纳米粒子上,设计出一种基于纳米金放大质量效应的压电传感方法用于水中Cd2、Cu2+、pb2+、Hg2+的检测.与原子吸收法、分光光度法、质谱法及电化学等检测方法相比,该方法具有操作简单、仪器便携、成本低廉等优点,灵敏度和重现性与常规测量方法基本相当.     

基于金纳米粒子的QCM实时检测DNA错配的研究

利用石英晶体微天平（QCM）技术,用双硫醇分子作为连接剂,将金纳米粒子固定于金电极表面,以人类p53基因片断为DNA探针,研究了其在QCM金电极表面的固定、杂交和错配,重点探讨了金纳米粒子修饰的DNA错配碱基个数和错配位点对杂交的影响。在实验条件下,金纳米粒子在QCM金电极表面的修饰使其灵敏度得到了明显提高;而且,错配碱基个数和错配碱基位点的差异都对杂交产生了不同程度的影响。     

纳米金-蛋白A介导抗体定向固定的压电传感及电化学特性研究

以纳米金为载体标记蛋白A(PA),用于介导抗体在压电石英晶体金电极表面的定向固定化.以补体C_1q抗体为模型,采用压电传感技术实时监察了此敏感界面的免疫反应过程,并考察了与补体C_1q免疫反应的压电响应性能.金标PA固定抗体的方法与传统的直接PA固定化方法相比较,具有传感界面无需活化,固定抗体的免疫活性高等优点,可对相应抗原进行高灵敏的压电免疫检测.分别利用循环伏安和电化学交流阻抗技术对金标PA固定抗体及其免疫反应的动力学过程进行了表征.     

一种高灵敏的压电免疫传感器用于高密度脂蛋白的测定

采用自组装单层膜(SAMs)技术在压电石英晶体的金电极表面组装巯基丙酸SAMs,以盐酸1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)作偶联剂,以共价键合方式固定高密度脂蛋白抗体,研制成一种高灵敏的压电免疫传感器用于检测人血清中低含量的高密度脂蛋白。利用压电装置的实时监测功能,考察了巯基丙酸在金电极表面的自组装成膜过程与机制;研究了晶振固定抗体及其反应结合抗原的液相振荡行为和传感特性。传感器采用初始速率法测定高密度脂蛋白的线性浓度范围为1.63~18.8 mg.L-1,检出限为0.82 mg.L-1。     

电化学石英晶体阻抗系统研究金电极上Fe(CN)3-6/Fe(CN)4-6电化学过程

电化学过程的石英晶体阻抗分析法已用于现场获取电活性聚合物粘弹性等信息[1,2]. 本文联用HP 4395A阻抗/网络/频谱分析仪和EG & G M283恒电位仪开发出电化学石英晶体阻抗系统(Electrochemical Quartz Crystal Impedance System, EQCIS), 适当条件下该系统能以小于1 s的时间间隔现场记录电化学过程的石英晶体阻抗数据. 测定了Na2SO4水溶液中石英晶体金电极上K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6电化学过程的等效电路参数. 结果表明, 扩散层内的密度和粘度变化引起动态电阻对电位的可逆变化, 而各谐振频率的变化为密度、粘度变化和阳极过程中K3Fe(CN)6溶液腐蚀金电极的加合结果.     

压电免疫传感器法检测蓖麻毒素

利用纳米金对石英晶体微天平(QCM)的表面修饰和质量扩增效应,建立了一种压电免疫传感器检测蓖麻毒素的新方法。首先在石英晶体的金电极上依次自组装1,6-己二硫醇和纳米金进行表面修饰,然后通过蛋白A定向固定蓖麻毒素多抗来制备敏感膜。利用纳米金的质量扩增效应设计了一种“毒素-单抗-蛋白A-纳米金”复合物,成功实现了对蓖麻毒素的检测,提高了传感器灵敏度和特异性。该传感器对蓖麻毒素响应的线性范围为0.50~10 mg/L,回归方程为△F=45.81Cric in 48.48(R=0.9986,N=10,P<0.01);检测灵敏度为45.81 Hz/(mg/L)。     

苯硫酚及其衍生物在银电极表面的吸附取向

采用表面增强拉曼光谱技术研究了苯硫酚及其功能衍生物，对巯基苯胺和对苯硫酚在粗糙银电极上的吸附取向特征。结果表明：虽然3种分子的结构类似，但对位取代基直接影响各分子在电极上的吸附取向。3种分子都通过硫原子与银电极形成S-Ag键吸附在电极表面。苯硫酚采用倾斜的方式吸附，使得苯环与基底间表现一定程度的相互作用；吸附的对巯基苯胺则因质子化氨基间的静电相互作用而完全垂直于电极表面；而对苯硫酚则采用平躺于电极表面的方式吸附，致使苯环π体系与基底银之间具有较强的相互作用。     

石英晶体微天平用于免疫球蛋白M免疫反应的动力学研究

在镀银电极的压电石英晶体表面涂覆甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸羟乙酯共聚物涂层，经ＣＮＢｒ活化后固定抗体，用石英晶体微天平技术监测ＩｇＭ抗原在压电石英晶体上的吸附与解吸过程，研究了免疫反应体系ＩｇＭ－抗人ＩｇＭ的反应动力学．结果表明：ＩｇＭ在压电石英晶体上的键合行为很好地符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附方程，免疫反应的结合常数Ｋａｓｓ为７．１０×１０￣７（ｍｏｌ／Ｌ）￣（－１）．在抗原过量情况下为一级反应。计算了ＩｇＭ免疫反应的活化能Ｅａ和不同温度下的反应速率常数ｋｆ．     

用石英晶体微天平研究表面活性剂在银固态表面上的动态吸附

吸附是表面活性剂的一个重要特征.迄今用于原位监测表面活性剂在固体表面上吸附重量变化的方法尚不多见.近年来压电石英晶体作为一种高灵敏的质量传感器(石英晶体微天平)已被用于大气和溶液中多种微量成分的监测.用石英晶体微天平研究I~-、Br~-和表面活性剂在金电极上的吸附行为亦有报道.本文研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基磺酸钠(SDSO)、十二烷基硫酸钠(SDS)在银固态表面上的吸附平衡动力学特性及其吸附机制.     

基于分子印迹技术的丙溴磷压电石英晶体微天平研制

介绍了一种用于检测丙溴磷农药的分子印迹压电生物传感器的构建方法。采用沉淀聚合法合成了农药丙溴磷的分子印迹聚合物,将其固定于石英晶体微天平电极表面构建传感器;采用环境扫描电镜以及原子力显微镜对聚合物形貌、传感器电极表面形貌特征进行分析,并利用传感器对丙溴磷农药进行检测分析,其质量浓度在10~1000 ng/mL范围内,传感器频率改变与丙溴磷浓度之间的响应呈线性关系,线性方程为y=0.139ρ+2.26(r=0.9984)。结果表明,构建的分子印迹压电生物传感器能够对农药进行初步检测,具有较高的灵敏性和较好的特异识别能力。     

L-半胱氨酸自组装膜修饰金电极的电化学特性

采用电化学石英晶体微天平（EQCM）和循环伏安法（CV）研究了L-半胱氨酸在金电极表面形成自组装膜的机理及其电化学性质.结果表明, L-半胱氨酸分子在金电极表面有特性吸附，而且在等电点pH附近因静电引力和氢键作用形成分子对，从而自组装形成双层膜.该膜电极在0.2 mol•L－1的醋酸缓冲溶液中，于－0.2～0.5 V(vs SCE)间CV扫描出现了一对稳定的氧化还原峰，并对抗坏血酸的氧化有良好的催化作用.     

电化学双石英晶体阻抗分析新方法

电化学石英晶体微天平已被广泛应用于电分析化学与电化学领域[1] .电化学现场的石英晶体阻抗分析法能动态实时地提供电化学扰动下石英晶体谐振的多维信息 ,已用于研究电沉积与溶出[2 ,3] 、高聚物性质[4～ 6 ] 、耗尽层内溶液粘密度效应与金电极腐蚀[7,8] 等 .然而 ,以往的石英晶体阻抗分析均只涉及到一个石英晶体 ,同时对两个晶体 (分别作为工作电极和对电极 )谐振的阻抗分析未见报道 .本文以蔗糖溶液粘密度效应和氨性介质中铜沉积 /溶出过程为例 ,研究电化学双石英晶体阻抗分析新方法 .1　实验部分电化学双石英晶体阻抗分析系统由 HP43 9…     

纳米金汞核-壳粒子的电化学制备及其光谱性质

在聚乙烯吡啶修饰导电玻璃电极表面进行了金纳米粒子的二维单层结构组装,通过电沉积方法在金粒子表面制备了纳米汞壳层.研究结果表明,汞壳层的形成导致了内部金粒子表面等离子体共振的谱峰红移和强度衰减.吸附于汞壳表面的结晶紫分子因可承受被金核增强的电磁场,而使其拉曼散射得到极大的增强.     

石英晶体微天平中耗散与阻抗分析法的统一

石英晶体微天平仪（quartz crystal microbalance,QCM）就是通过检测物质在石英晶片表面上吸附前后石英晶片共振性能的变化以得到吸附物质的量和一些物理性能。石英晶体微天平仪具有非常高的灵敏度,可以测到纳米级的薄膜厚度变化和纳克级的痕量物质质量的变化,广泛应用于科学研究各个领域中,特别是薄膜质量、厚度的测量,生物、化学传感器以及微量物质在表面的吸附过程研究。     

基于胱氨自组装膜的压电免疫传感器检测抗凝血酶Ⅲ

提出了一种基于胱氨自组装膜和采用聚电解质吸附法固定活性物质的压电免疫传感器，用于检测人血浆中抗凝血酶Ⅲ（AT－Ⅲ）。先在压电石英晶振的金电极表面自组装一层带疏基的胱氨单分子膜，再在膜上组装一层聚电解质褐藻酸钠（AAS），通过静电吸附作用，将AT－Ⅲ抗体固定于石英晶体表面，在含有3.5%聚乙二醇（PEG）的缓冲溶液中检测AT－Ⅲ。比较了传感器分别采用AAS吸附法和戊二醛键合法固定AT－Ⅲ抗体的响应性能，发现前者固定的抗体的活性较高，反应响应的频移值较大，检测的线性范围也较宽。实验采用PEG作免疫反应的促进剂，进一步改善了传感器的检测灵敏度和检测限。采用Piranha试剂作洗脱液可实现传感器的反复再生。干扰与回收率实验结果表明，该传感系统可用于人血浆中AT－Ⅲ的临床检测。     

一种基于纳米二氧化硅增强凝集反应的压电免疫传感器

本文提出了一种基于抗体包被纳米粒子的简单快速的压电免疫凝集法,用于蛋白质检测。该方法原理是利用羊抗人IgG（G-anti-hIgG）包被的二氧化硅（或金）纳米粒子和人IgG（hIgG）发生免疫凝集反应而使得压电晶体频率发生改变进行测定。当凝集反应发生时,修饰在探针表面的G-anti-hIgG通过hIgG与G-anti-hIgG包被的纳米粒子结合,将质量效应和粘弹性因素叠加作用于压电晶体。结果表明这使得背景值大幅减小而信号明显增强。另外,对修饰后了抗体及结合免疫复合物的探针表面进行了SEM表征,对使用聚乙二醇作为增敏剂和实验最佳离子强度、pH值进行了优化选择。该传感器检测hIgG线性范围是0.26-16.7 mg mL-1,最低检出限为84 ng mL-1。     

压电-红外光谱-电化学联用技术研究邻氨基苯酚聚合过程及其膜的性质

建立了一种现场压电传感-红外反射光谱-电化学三维联用技术,并应用该技术现场监测了聚邻氨基苯酚在金电极上的沉积过程,研究了邻氨基苯酚的电氧化和电聚合性质以及聚邻氨基苯酚聚合膜在酸性介质中的电化学性质,同步获取并讨论了聚合膜质量、离子掺杂行为和聚合膜的化学结构变化等信息。结果表明,该技术有望广泛用于多种电极表面过程研究。     

基于生物素-亲和素系统的压电免疫传感器检测相思子毒素研究

利用生物素-亲和素系统的放大作用和纳米金质量扩增效应,建立了压电免疫传感器检测相思子毒素的新方法.首先在石英晶体的金电极上依次组装二巯基丙酸、EDC和NHS进行表面修饰,然后通过亲和素固定生物素标记相思子毒素多抗来制备敏感膜,利用纳米金的质量扩增效应设计了一种"毒素-纳米金标记单抗"复合物,成功实现了对相思子毒素的检测,提高了传感器灵敏度和重现性.本传感器对相思子毒素响应的线性范围为0.05～5 mg/L; 回归方程为Δf＝50.81CAbrin+67.11(r=0.9903,n＝10,P<0.0001); 检测灵敏度为50.81 Hz · L/mg.     

基于树枝状分子及功能化金纳米粒子的电化学免疫传感器检测污泥中大肠杆菌

利用树枝状分子-金纳米粒子复合物修饰电极和金纳米粒子标记物构建电化学免疫传感器,用于污泥中大肠杆菌的检测.首先在玻碳电极表面电聚合对氨基苯甲酸,通过共价作用结合第Ⅳ代氨基末端的树枝状分子(G4-PAMAM),并在其内部载入金纳米粒子,制备修饰电极(GCE/p-ABA/PAMAM (AuNPs)),用于固定大肠杆菌.采用硫堇作为电活性物质包被金纳米粒子,用于标记二抗制备金纳米粒子标记物(Ab2-Au-Th).通过抗原-抗体之间的特异性识别作用,将一抗、金纳米粒子标记物依次修饰在电极表面,用差分脉冲伏安法测定硫堇产生的电流信号,实现对大肠杆菌的检测.在优化的实验条件下,响应电流与大肠杆菌浓度的对数在1.0×102～1.0×106 cfu/mL范围内呈线性关系,检出限为70 cfu/mL(S/N=3).利用本方法检测污水处理厂的不同污泥样品中的大肠杆菌,回收率为89.4％～ 105.8％.     

组装在贵金属基底上的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化

研究了组装在Au, Pt电极表面的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化行为, 首次在实验上观察到较大粒径金纳米粒子(粒径＞10 nm)对CO的电催化氧化活性. 考察了金粒子表面金氧化物对粒子电催化活性的影响, 发现表面金氧化物的形成是金纳米粒子对CO具有电催化氧化活性的前提. 对于相同粒径的金纳米粒子, 随着粒子表面金氧化物量的增加,催化活性增大.