Nano-ZnO微叉指电极生物传感器检测大肠杆菌

设计了一种基于纳米ZnO材料检测大肠杆菌(E.coli O157:H7)的微叉指阻抗生物传感器,利用电化学方法在氧化铟锡(ITO)叉指电极表面沉积上纳米ZnO,然后将链霉亲和素固定在纳米ZnO表面,利用生物素亲和素的高亲和性原理将大肠杆菌抗体绑定在传感器表面,完成传感器的构建。实验表明,传感器检测E.coli O157:H7线性范围为40~4×10^6cfu/mL,检出限为40 cfu/mL,传感器的特异性、重现性、实用性较好。     

纳米金标记抗体增强SPR检测大肠杆菌O157∶H7

将金纳米粒子(AuNPs)标记的大肠杆菌O157∶H7(E.coli O157∶H7)的多克隆抗体(PAb)作为二抗,采用氨基偶联法将PAb固定在传感器表面作为一抗,通过三明治方法用双通道表面等离子体子共振(SPR)传感器对E.coli O157∶H7进行检测,并与SPR直接法检测进行了比较.结果表明,直接法的检出限为103cfu/mL,线性范围为103～109cfu/mL;AuNPs增强三明治法的检出限为10 cfu/mL,线性范围为10～1010cfu/mL,灵敏度比直接法提高了100倍,且具有更宽的检测范围.本方法不仅检测时间短,而且具有良好的选择性和重现性.     

功能化氧化锌纳米棒放大电化学免疫分析乳制品中大肠杆菌的研究

将检测抗体(dAb)和二茂铁甲酸(FCA)固载于二氧化硅修饰的氧化锌(Zn O@Si O2)表面制备纳米复合材料标记物({dAb-Zn O-FCA}),并将其用于放大电化学免疫分析乳制品中的大肠杆菌(E.coli)。在{dAbZn O-FCA}中,检测抗体用于免疫结合大肠杆菌,二茂铁甲酸作为电活性物质产生电流信号。采用"三明治"免疫分析模式,基于二茂铁甲酸产生的电流信号与大肠杆菌浓度之间的线性关系实现了对大肠杆菌的检测。实验结果表明,二茂铁甲酸产生的电流信号与大肠杆菌浓度的对数在2.0×102~2.0×106cfu/m L范围内呈良好线性关系,检出限(S/N=3)为100 cfu/m L。利用该电化学免疫分析方法对乳制品进行了大肠杆菌的加标回收实验,回收率为95.8%~105%。     

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％.     

基于场放大进样及Au纳米粒子双重富集用于大肠杆菌检测的毛细管电泳电化学免疫分析法

利用Au纳米粒子作为辣根过氧化物酶(HRP)标记抗体的载体,结合电堆积预富集技术,发展了一种基于场放大进样及Au纳米粒子双重富集的毛细管电泳电化学免疫分析技术用于大肠杆菌的检测.大肠杆菌与酶标抗体免疫反应后直接进行场放大进样预富集,免疫样品快速迁移并堆积在毛细管入口端,同时带负电荷的金纳米粒子向阳极端迁移,在样品与缓冲溶液的界面处吸附样品离子.金纳米粒子作为多酶载体使检测信号进一步放大.以标记在抗体上的HRP催化H2O2氧化邻苯二胺产生的电流信号来检测大肠杆菌.同常规电动进样毛细管电泳相比,该双重富集技术可使灵敏度提高1400倍.该方法对大肠杆菌检测的线性范围为2.0～2000.0 cfu mL-1,检出限为1.0 cfu mL-1,实现了对扇贝样品中大肠杆菌的快速、灵敏检测.     

基于二氧化硅荧光纳米颗粒与核酸染料SYBRGreenⅠ的双色显微成像技术用于E.coliO157:H7的检测

将免疫荧光纳米标记技术与激光共聚焦显微成像方法相结合,发展了一种基于二氧化硅荧光纳米颗粒和核酸染料SYBR Green Ⅰ的双色显微成像技术用于大肠杆菌O157:H7的检测.采用联吡啶钌(RuBpy)二氧化硅荧光纳米颗粒对羊抗大肠杆菌O157:H7抗体进行修饰,基于抗体-抗原相互作用实现了其对目标大肠杆菌O157:H7的特异性标记;同时以核酸染料SYBR Green Ⅰ对细菌进行染色,将细菌和纳米颗粒团聚体区分开,实现了对大肠杆菌O157:H7的双色标记,并通过激光共聚焦显微镜进行免分离的荧光成像检测.结果表明,该方法可用于缓冲溶液体系和混合细菌样品中目标大肠杆菌O157:H7的特异性检测,在仅含5％目标菌的混合样品中仍能观察到具有明显黄色荧光的大肠杆菌O157:H7,且整个检测步骤包括样品预处理可在3h内完成.该方法则具有较好的灵敏度,可检出2.6×103 Cell/mL的目标细菌样品.若采用针对其它病原菌细胞壁抗原的特异性抗体,则有望发展成为一种通用技术用于多种病原菌的快速和灵敏检测.     

基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的雌二醇电化学适配体传感器

构建了一种新型的基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的检测17β-雌二醇的电化学适配体传感器. 利用巯基自组装技术将17β-雌二醇的适配体探针DNA固定在二硫化钼/纳米金修饰玻碳电极表面, 与末端带巯基的部分互补DNA链杂交, 将硫堇/纳米金电化学指示剂自组装在杂交后的双链DNA上, 制备了17β-雌二醇电化学适配体传感器. 二硫化钼/纳米金复合材料增加了电极的有效表面积和DNA探针的固定量. 纳米金作为信号物质载体负载硫堇, 实现了电化学指示剂的信号放大. 加入目标物17β-雌二醇后, 目标物与适配体DNA特异性结合, 导致互补DNA链脱落, 双链上结合的硫堇/纳米金电化学指示剂数量减少, 电化学信号降低. 实验结果表明, 在1.0×10 ^-14~5.0×10 ^-12 mol/L范围内17β-雌二醇浓度与峰电流的线性关系良好, 检出限为4.2×10 ^-15 mol/L(S/N=3). 该传感器可望用于其它环境激素类物质的检测.     

基于Fe_3O_4@Ag壳核结构磁性纳米复合物的杀螟硫磷电化学传感

制备了一种核壳结构的磁性纳米粒子Fe_3O_4@Ag,将该纳米粒子通过壳聚糖(CS)修饰到玻碳电极(GCE)表面,构建了杀螟硫磷电化学传感器,研究了传感器的电化学和电催化行为,建立了杀螟硫磷测定的电分析新方法。应用透射电镜和紫外可见光谱对Fe3O4@Ag纳米粒子进行表征。研究发现,该传感器对杀螟硫磷有很好的电催化作用,其峰电流与浓度在1.74×10~(-7)~3.27×10~(-4)mol/L范围内呈线性关系,相关系数为R~2=0.9871,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3)。该传感器有望用于杀螟硫磷的检测。     

磁性纳米粒子固定辣根过氧化物酶的生物传感器

利用FeSO4与FeCl3合成了磁性Fe3O4纳米粒子,并进一步利用3-氨丙基-3-乙氧基硅烷(APS)和戊二醛溶液将辣根过氧化物酶共价固定于该磁性纳米粒子表面,研究了该磁性颗粒的磁学性能,通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了酶修饰电极。考察了该传感器对H2O2的电化学响应。该生物传感器可对H2O2进行测定,线性范围为1.2×10-7~8.3×10-5mol/L;检出限为4.5×10-8mol/L。利用磁性纳米粒子所制得的酶修饰电极具有催化性能高、稳定性好、造价低和修饰层易更新等优点,有望得到更多的实际应用。     

基于二氧化硅荧光纳米颗粒与核酸染料SYBRGreenⅠ的双色显微成像技术用于E.coliO157:H7的检测

将免疫荧光纳米标记技术与激光共聚焦显微成像方法相结合,发展了一种基于二氧化硅荧光纳米颗粒和核酸染料SYBR Green Ⅰ的双色显微成像技术用于大肠杆菌O157:H7的检测.采用联吡啶钌(RuBpy)二氧化硅荧光纳米颗粒对羊抗大肠杆菌O157:H7抗体进行修饰,基于抗体-抗原相互作用实现了其对目标大肠杆菌O157:H7...     

基于Fe3O4@Au复合纳米粒子标记抗体的电化学免疫方法用于水体中大肠杆菌的检测

合成了Fe₃O₄@Au复合纳米粒子作为辣根过氧化酶标记抗体的载体, 并将该复合纳米粒子标记物应用于电化学放大免疫分析. 将电子媒介体硫堇聚合在玻碳电极表面, 以纳米金作为固定大肠杆菌抗体的基底, 通过辣根过氧化酶催化溶液中H₂O₂产生的电流信号来测定大肠杆菌. 实验结果表明, 该方法对水体中大肠杆菌检测的线性范围为50～1×10⁵ cfu/mL, 检出限为20 cfu/mL. 对过富集后的实际水样进行测定, 该法结果表明, 对水体中大肠杆菌的检测灵敏度达到2 cfu/mL.     

以金纳米颗粒-二氧化钛纳米线阵列为支架的电化学免疫传感的构建及其应用

首先以掺杂氟的二氧化锡导电玻璃为基片,采用水热法制备出二氧化钛纳米线阵列,然后使用电化学沉积法将金纳米颗粒修饰于二氧化钛纳米线阵列表面以增强其导电性和生物相容性.将纳米金-二氧化钛纳米线阵列用作电化学免疫传感器支架,利用纳米金与癌胚抗原抗体之间的静电吸附作用,将包被抗体负载于电极表面制得检测癌胚抗原的电流型免疫传感器.同样,水热法还被用于制备圆柱形二氧化钛纳米棒,以辛二酸双(3-磺基-N-羟基琥珀酰亚胺酯)钠盐为双氨基交联剂,将辣根过氧化物酶和信号抗体一起固定于二氧化钛纳米棒表面作为示踪标记物.扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射分析仪均被用于分析上述材料的结构、形貌和组成.通过夹心型免疫反应,示踪标记物上信号抗体被定量负载于免疫传感器表面.通过一个以过氧化氢为媒介体的辣根过氧化物酶催化反应,差示脉冲伏安法被用于癌胚抗原的定量测定.结果表明,该癌胚抗原免疫传感器线性范围为0.01~120μg/L,检测限为6 ng/L.     

聚乙烯亚胺功能化碳纳米管负载铂@金核壳纳米粒子的过氧化氢传感器

实验以聚乙烯亚胺(PEI)功能化的多壁碳纳米管(MWNTs)作为生长基质,电沉积金纳米粒子(AuNPs)作为晶种,采用种子介导生长法在玻碳电极(GCE)上生长铂纳米粒子(PtNPs),以此制备了一种新型的过氧化氢(H2O2)传感器。利用电化学方法和冷场发射扫描电镜(FESEM)对此修饰电极(Pt@Au/PEIMWNTs/GCE)进行了表征。示差脉冲实验表明,该电极对H2O2有优异的电催化效果,在9.2×10!8~2.1×10!3mol/L范围内H2O2的浓度与电流响应呈线性关系,线性相关系数0.9994,检出限3.1×10!8mol/L(S/N=3)。     

还原石墨烯-碳纳米管-金纳米复合物的电化学发光过氧化氢传感器

以聚乙烯亚胺(PEI)为还原剂,采用一步还原法制备纳米金修饰的还原石墨烯-碳纳米管(AuNPs-rGO-CNTs)复合纳米材料。PEI同时作为交联试剂,使得AuNPs-rGO-CNTs复合物具有良好的成膜性质,能均匀的修饰到玻碳电极表面,制得AuNPs-rGO-CNTs修饰电极。基于过氧化氢(H2O2)作为鲁米诺-电化学发光(鲁米诺-ECL)体系的共反应试剂能显著增强鲁米诺的电化学发光信号,构建了AuNPs-rGO-CNTs复合物修饰的玻碳电极用于电化学发光测定H2O2的新方法。实验采用循环伏安法对传感器的修饰过程进行了表征。对测试底液中鲁米诺的浓度、pH等条件进行了优化,在最优实验条件下,该传感器的电化学发光信号强度与H2O2浓度在3.4×10-2~1.4×102μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.1×10-2μmol/L。传感器适用于H2O2的测定。     

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。     

聚多巴胺仿生纳米微球用于构建电化学免疫传感器

利用多巴胺仿生聚合方法制备了具有良好生物相容性的聚多巴胺纳米微球,并在其表面原位合成银纳米颗粒.复合物微球具有良好的催化还原H2O2的性能以及良好的结合生物分子的能力.将制备的复合物微球作为标记物,将氨基化石墨烯作为基底材料,构建了检测人免疫球蛋白(Ig G)的夹心型电化学免疫传感器.运用循环伏安法和计时电流法对构建的电化学免疫传感器进行了性能分析,并对实验条件进行了考察优化.在最佳的实验条件下,免疫传感器的线性范围是0.1 pg/m L~15 ng/m L,检出限为0.025 pg/m L.     

新型金纳米材料在过氧化氢传感器中的应用

合成了新型的金纳米盒子材料,在金电极上通过金硫键自组装的方法修饰金纳米,再通过自组装和浸渍的方法修饰细胞色素c(Cyt c),构建了基于Cyt c的直接电子传递的H2O2电化学传感器,所得传感器的灵敏度为4.4A/(mol/L),线性范围为4.7×10-6~8.0×10-3 mol/L,检测限为1.5×10-6 mol/L。并将以金纳米盒子为基底的传感器与传统的电沉积金纳米,以及金纳米溶胶传感器做了对比,实验结果表明新型的金纳米盒子所修饰的传感器具有更好的灵敏度、更宽的线性范围及更低的检测限。     

基于Nafion/碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器

采用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物修饰玻碳电极,该电极对H2O2具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物包裹的葡萄糖酶电化学生物传感器,该生物传感器对葡萄糖有着良好的电催化作用。应用该传感器对葡萄糖进行了检测,检测线性范围为2.0×10-6～6.0×10-3mol/L,检出限为1.6×10-6mol/L(S/N=3),实验结果表明该传感器具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。对小鼠血清样品中的葡萄糖进行检测,结果令人满意。     

基于自组装L-半胱氨酸与纳米金的H2O2生物传感器

通过在金电极表面自组装L-半胱氨酸,再分别吸附纳米金与辣根过氧化物酶(HRP)的方法,成功的制备了H2O2生物传感器.采用循环伏安法考察了传感器的电化学特性,电极对H2O2在浓度为2.1×10-6～3.6×10-3 mol/L的范围内呈线性,检出限为8.9×10-7 mol/L (S/N＝3).该传感器具有稳定性好,线性范围宽,检出限低等优点,同时具有一定的抗干扰能力.     

基于胆碱修饰层为基底的纳米金固定过氧化物酶修饰电极的研究

玻碳电极上共价修饰上单分子层胆碱(Ch)可以显著提高电极的活性。本研究利用该电极上胆碱层带有的正电荷,牢固吸附带负电荷的纳米金溶胶,继而利用纳米金颗粒良好固载辣根过氧化物酶(HRP),制备出了基于HRP酶直接电化学的H2O2传感器。以阻抗谱、循环伏安等方法表征了修饰电极的性质。结果显示,该电化学传感器具有良好的催化活性,电活性HRP的表面浓度(Γ*)为1.2×10-9mol/cm2,米氏常数KMapp=1.55±0.11 mmol/L。该修饰电极在H2O2浓度1.2×10-6~3.2×10-3mol/L范围内有线性响应,检出限(S/N=3)为4.0×10-7mol/L。本修饰电极制备简单,选择性高,稳定性好,可以作为进一步构筑生物传感器的基础。