三维有序结构的金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于H_2O_2的测定

在ITO玻璃表面构建了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜(3DOM GTD/ITO),同时制备了一种细胞色素c(Cyt c)酶生物传感器(Cyt c/3DOM GTD/ITO)。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极进行表征。紫外-可见光谱实验表明吸附在GTD上的Cyt c能够保持其生物活性,二级结构未被破坏。同时研究了Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的直接电化学及对H2O2的电催化行为。结果显示,Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极上有显著的直接电化学响应,峰电流与扫描速度呈线性关系,说明该电极过程是表面电化学控制过程。Cyt c/3DOM GTD/ITO修饰电极对H2O2具有良好的催化性能,线性范围为3.0×10-7~1.70×10-5mol/L,检出限为3.6×10-8mol/L(S/N=3),响应时间为5 s,且该修饰电极具有较好的重现性和稳定性。     

细胞色素c／L-半胱氨酸修饰金电极检测亚硝酸根

采用循环伏安法、交流阻抗法研究了组装在L-半胱氨酸(L-Cys)修饰金电极上的细胞色素c(Cyt c)电化学行为;采用电化学方法以及紫外-可见光谱对电极进行表征.结果表明:通过静电吸附作用组装在L-Cys修饰金电极上的细胞色素c保持了良好的生物和电化学活性,用Cyt c/L-Cys修饰金电极检测亚硝酸根,响应电流与亚硝酸根浓度在5.0×10-6～4.5×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,线性回归方程为Ip=0.031 c 8.165×10-6,相关系数为0.999 5,检出限(S/N=3)为1.5×10-7mol·L-1.电极用于模拟样品及咸菜样品中亚硝酸根的测定,回收率为89.0%～116.0%.     

基于细胞色素C/氧化锌的过氧化氢生物传感器

在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上,通过物理气相沉积纳米氧化锌制备了Nano-ZnO/ITO,并采用浸渍法将细胞色素C(Cyt.c)直接修饰于Nano-ZnO膜上,制得了Cyt.c修饰电极(Cyt.c/Nano-ZnO/ITO/CME),构建了基于直接电子传递的过氧化氢(H2O2)生物传感器.Nano-ZnO的X射线衍射光谱表明Nano-ZnO 膜为多晶六边形纤维锌矿结构;扫描电子显微镜(SEM) 表明Nano-ZnO 膜为多孔纳米材料,微粒直径在50～100 nm,且堆积形成多孔Nano-ZnO结构;紫外可见吸收光谱的最大吸收峰为360 nm,室温禁带宽度 3.37 eV.交流阻抗、紫外可见光谱以及循环伏安法证明了吸附在Nano-ZnO上的Cyt.c保持了生物催化活性,并实现了在Nano-ZnO上的直接电子传递.H2O2生物传感器(Cyt.c/Nano-ZnO/ITO/CME)的线性范围5×10-5～5×10-3 mol/L;灵敏度7.2×10-3 A·cm-2·mol/L,检出限4×10-5mol/L; 响应时间约3 s.     

新型磁性纳米金修饰过氧化氢生物传感器的研制

利用共沉淀法合成纳米Fe3O4颗粒,将半胱氨酸吸附到纳米Fe3O4微粒表面,借助半胱氨酸的巯基(-SH)对纳米金的强烈吸附,使纳米金自组装到磁性颗粒上,再通过静电吸附作用自组装辣根过氧化酶(HRP),合成了Fe3O4/Cys/Au/HRP纳米复合粒子,最后通过磁力将其修饰到固体石蜡碳糊电极表面,制得新型过氧化氢生物传感器.以对苯二酚作为电子媒介,用计时电流法对H2O2进行测定,线性范围为2.4 X10-3～6.0×10-6mol/L,检出限(S/N=3)为2.5 X 10-6mol/L,响应时间小于10 s.磁性纳米微粒Fe3O4/Cys/Au能够高效地保持HRP的生物活性.该新型传感器已用于实际样品测定.     

自组装分子印迹单层膜修饰电极对L-丝氨酸的检测

以电沉积多孔金膜为基底,L-丝氨酸为模板分子,L-半胱氨酸为功能单体构建了信号放大的自组装分子印迹单层膜修饰电极.电极对L-丝氨酸浓度响应的线性范围为5.0×10-6～2.0×10-4 mol/L,检出限为4.8×10-7 mol/L,灵敏度为215 mA·L·mol-1.由于多孔金膜有效增加了模板分子的固定量,印迹电极响应性能较无多孔金膜修饰的印迹电极有明显提高.     

电聚合茜素黄R构建辣根过氧化物酶传感器的研究

利用电聚合茜素黄R(AYR)的方法,将辣根过氧化物酶(HRP)和细胞色素c(Cyt c)固载于通过一步法电沉积的碳纳米管-金纳米粒子(MWCNTsAu NPs)复合纳米材料修饰电极表面,构筑PAYR-HRP-Cyt c/M WCNTs-Au NPs修饰电极,并利用HRP对H2O2的直接电化学催化行为对H2O2进行检测。采用扫描电镜对MWCNTs-Au NPs和PAYR-HRP-Cyt c的表面形貌进行表征。利用电化学阻抗对修饰电极的构筑过程进行了监测。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的电化学行为进行了研究。探讨了p H和电位对该修饰电极测定H2O2的性能的影响。该传感器对H2O2在5.0×10-7~3.14×10-3mol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.9997,灵敏度为0.50 A·L/mol,检出限(S/N=3)为9.6×10-8mol/L。     

纳米金/丝素复合膜修饰电极制备及对对苯二酚的电催化作用

将丝素还原HAuCl4制备的纳米金/丝素溶胶修饰在金电极表面制备了纳米金/丝素复合膜修饰电极,用于对苯二酚的催化氧化。实验表明,该修饰电极具有很好的电化学性能,在pH3.55磷酸盐缓冲溶液中以该修饰电极对对苯二酚进行检测,对苯二酚在4.0×10-6~1.0×10-4mol/L浓度范围内,其氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,其线性回归方程为i(μA)=0.2614 5.3539c,r=0.9995;检出限为2.0×10-7mol/L,灵敏度良好,用于实际样品分析,结果令人满意。     

以天青Ⅰ为介体的纳米金颗粒增强的葡萄糖传感器

采用层层自组装的方法和异种电荷互相吸引的原理,将Nafion修饰在金电极上固载带正电荷的天青Ⅰ,并利用天青Ⅰ中的氨基固载纳米金,再通过纳米金将酶固定在金电极表面,制成了葡萄糖传感器.采用循环伏安法和交流阻抗法,研究了金电极表面组装各层之后的电化学特征,以及电极对葡萄糖的电化学催化作用. 结果表明,天青Ⅰ不仅可以固定酶和纳米金,而且还可以在酶和电极之间有效地传递电子.在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为5.1×10-6 ~4.0×10-3 mol/L,检出限(S/N=3)为1.0 μmol/L.该生物传感器显示出较好的稳定性和抗干扰能力,将其用于人体血清中葡萄糖的测定,结果令人满意.     

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)。     

L-半胱氨酸自组装修饰金电极-不可逆双安培测定阿魏酸

在裸金电极上制备了L-半胱氨酸自组装膜金修饰电极(L-Cys/SAM-Au/CME),将自组装膜修饰电极用于不可逆双安培体系,利用阿魏酸在L-Cys/SAM-Au/CME上的氧化和KMnO4在裸金电极上的还原,构建双安培检测新体系,建立了在外加电压为0V条件下,流动注射双安培法直接测定阿魏酸的新方法。在0.05mol/LH2SO4溶液中,该氧化峰峰电流与阿魏酸浓度在5.0×10-7~8.0×10-5mol/L范围内呈线性关系(r=0.9961,n=10),其线性回归方程为i(nA)=4.16×107C 50,在1.0×10-4~1.0×10-3mol/L范围内呈线性关系(r=0.9955,n=5),其线性回归方程为i(nA)=5.6×106C 300,检出限为1.2×10-7mol/L。连续测定2.0×10-5mol/L阿魏酸溶液25次,电流值RSD为1.20%,进样频率为80样/h。该方法具有较宽的线性范围、较高的选择性和灵敏度,样品处理方法简单快速,适于在线分析。对阿魏酸钠盐注射液中阿魏酸的测定结果满意。     

维生素B6在纳米金/石墨烯修饰电极上的电化学行为

将金纳米粒子电沉积在石墨烯修饰的玻碳电极表面,研究了维生素B6(VB6)在该修饰电极上的电化学行为。扫描电镜用于该修饰电极组装过程的形貌表征。实验结果表明:VB6在此修饰电极上出现一个良好的氧化峰,在最佳实验条件下,其氧化峰电流与VB6浓度在5.0×10-8～2.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为I(μA)=0.5697c(μmol/L)+0.06275,R=0.9992,检出限为2.0×10-8 mol/L(S/N=3)。一些常见的干扰物质如抗坏血酸不干扰VB6的检测。方法已用于片剂中VB6的含量的检测。     

基于多边形金纳米颗粒的非标记型可卡因适体传感器的研制

实验合成了多边形金纳米颗粒,通过壳聚糖(CHIT)将合成的多边形金纳米颗粒固定在玻碳电极表面,然后通过自组装技术将带巯基的捕获DNA探针固定在修饰有多边形金纳米颗粒的电极表面,利用杂交反应使可卡因适体与DNA捕获探针结合,制成非标记型可卡因适体传感器。以六氨合钌作为电化学指示剂,通过测量传感器与目标物可卡因结合前后电流变化情况对可卡因进行测定。考察了缓冲溶液的pH、可卡因培育时间、扫描速度等对测定的影响。结果表明,在pH为7.40时该传感器的检测范围为1.0×10-10～1.0×10-3 mol/L,检测限为3.0×10-11 mol/L。该传感器制作简单,响应好,抗干扰能力强。     

基于多壁碳纳米管/纳米铜复合材料的电化学传感器测定槐米中芦丁

以Nafion-多壁碳纳米管(MWNTs)薄膜修饰玻碳电极,采用恒电位法在其表面电沉积纳米Cu,研制了一种新型的芦丁电化学传感器。采用循环伏安法和电化学阻抗谱研究传感器在铁氰化钾-亚铁氰化钾体系中的电化学行为,以考察传感器的电化学性能,采用扫描电镜对传感器表面的形态进行了研究,并利用差分脉冲伏安法测定芦丁的含量。实验结果表明,该传感器对芦丁有较好的催化作用。在优化实验条件下,对芦丁检测的线性范围为1.0×10-8~1.0×10-6 mol/L,检出限为8.4×10-9 mol/L(S/N=3),回收率为98.1%~101%,该传感器制作简单,线性范围宽,灵敏度高,为槐米等样品中芦丁含量的检测提供了一种新的、行之有效的方法。     

基于纳米MnO_2二茂铁修饰丝网印刷碳电极的尿酸生物传感器研究

在丝网印刷碳电极上修饰纳米MnO2,并利用戊二醛和β-环糊精交联固定尿酸酶,以二茂铁作为电子媒介体,研制用于测定尿酸浓度的生物传感器.实验结果表明,纳米MnO2降低了电子媒介体二茂铁的氧化还原反应电位,且纳米MnO2与电子媒介体二茂铁在尿酸生物传感器中表现出协同增效效应.该尿酸生物传感器线性响应范围是6.0×10-6～1.2×10-3 mol/L,检出限为3.0×10-6 mol/L.用纳米MnO2修饰酶电极,改善了电极表面条件,加快了电极反应速率,提高了尿酸传感器的灵敏度.     

血红蛋白-Fe3O4-CaCO3三维生物纳米复合材料的特性及在生物传感中的应用

通过层层自组装的方法,在中性条件下利用静电作用将Fe3O4纳米粒子组装到修饰了高分子聚电解质的CaCO3多孔微米球上。该复合材料具有好的生物相容性、导电性、磁性和稳定性。将血红蛋白酶固定到该复合材料上,进而制备得到血红蛋白(Hb)-Fe3O4-CaO3复合物修饰玻碳电极,并在该修饰电极上实现了Hb与电极之间的直接电化学。该生物传感器对H2O2的还原具有较好的响应,线性范围为3.0×10-6~5.3×10-5 mol/L,检测限为8.9×10-7 mol/L。     

巯基丁二胺镍(Ⅱ)自组装单分子层H2O2传感器研究

采用巯基丁二胺镍(Ⅱ)(NiL-SH)自组装单分子层修饰金电极,制得测定H2O2的电流型生物传感器.NiL-SH在电极表面有一对可逆的氧化还原峰.传感器对H2O2的还原显示出快速电催化响应(＜10 s),采用电子扫描电镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对电极表面进行了表征,且计算了其自身电化学反应性质.研究了各种因素如pH、工作电位等对传感器响应电流的影响.循环伏安法测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～3.0×10-3 mol/L(r=0.999),检出限为2.0×10-6 mol/L.该电极显示出模拟酶特性,测定米氏常数KMapp＝2.78 mmol/L.对传感器的稳定性,灵敏度和选择性进行研究,并应用于实际样品测定.     

纳米金增效微重量法核酸检测的研究

用纳米金增效以提高微重量法检测核酸的灵敏度。实验研究了纳米金粒径大小对核酸探针固定的表面密度的影响以及探针密度对靶核酸杂交效率的影响。研究表明,核酸检测灵敏度与纳米金的粒径大小有密切关系。与粒径为5、15 nm的纳米金相比,用粒径25 nm的纳米金可以获得较高的杂交效率,检测的灵敏度也较高。本实验方法检测核酸的线性范围为0.05~1.2×10-6mol/L;检出限为1.0×10-8mol/L。     

空心纳米金在甲醛气体传感器中的应用研究

通过牺牲模板法合成了具有空心结构的纳米金催化剂,并进行了TEM、 SEM和XRD等物理表征.把该催化剂作为工作电极的活性物质,以1 mol/L KOH为电解质,组装了电流型甲醛气体传感器.在甲醛气体浓度为0～2.23×10-6 mol/L范围内对传感器进行了性能测试,传感器响应信号y(A)与气体浓度x(mol/L)线性回归方程为y=16.63x+4.063×10-7, r=0.9989.该传感器灵敏度高于同载量实心金纳米催化剂组装的传感器70%左右,达到了降低贵金属用量的目的.因其具有较快的响应时间、 良好的重现性和良好的线性关系等优点,可用于适当浓度范围内的甲醛气体检测.     

壳聚糖纳米球和纳米金修饰葡萄糖生物传感器的研究

构造了一种以碳纳米管接枝的壳聚糖为基底,然后将羧基二茂铁电聚合在其氨基化的表面,利用负电荷的表面组装PDDA保护的纳米金,最后通过静电吸附葡萄糖氧化酶,制得了新型的葡萄糖生物传感器。在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.0×10-6~2.9×10-3mol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为1.4×10-6mol/L。此外,该传感器还具有灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点。     

基于硫堇/碳纳米管修饰金电极的过氧化氢生物传感器

制备了以硫堇(TH)、纳米金(Nano-Au)及多壁碳纳米管(MWNT)修饰的H2O2生物传感器.探讨了工作电位、温度、pH对电极响应的影响,考察了电极的重现性、抗干扰能力及使用寿命.该传感器具有线性范围宽、检出限低、灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点.其线性范围为7.0×10-7～4.0×10-3 mol/L;检出限为2.3×10-7 mol/L;灵敏度为0.13 A/(mol L-1 cm2);达到稳定电流所用时间《9 s.米氏常数为0.62 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.