基于脱氧核酶的重金属离子荧光生物传感器的研究进展

近年来,重金属离子造成严重的水体和土壤污染,极大威胁着人类健康。因此,开发快速简便的重金属离子检测新技术对于食品工业、环境监测等具有重要的意义。基于脱氧核酶的重金属离子荧光生物传感器因其灵敏度高、检测快速且能实时现场进行检测等优点引起国内外研究者的广泛关注。本文就近年来文献中报道的基于脱氧核酶的各类重金属离子荧光生物传感器的构建及其在实际中的应用进行了综述,并对其未来的发展前景进行了展望。     

荧光法检测重金属铅离子的研究进展北大核心CSCD

铅作为一种重金属,广泛应用于工业生产,对环境和人体健康具有显著影响。因此,开发铅离子检测技术是一项具有重要意义的研究内容。荧光法与传统重金属离子检测方法相比,具有灵敏度高、选择性好等优点,故荧光法常用于水体等实际样品中重金属离子的定性或定量分析。本文围绕近几年报道的基于荧光法检测铅离子的研究现状进行介绍,包括荧光染料、荧光纳米材料、荧光生物材料包括荧光蛋白等3种检测材料,并在此基础上提出荧光法检测铅离子领域面临的主要挑战,对未来的研究趋势进行了展望。     

荧光素-酚藏花红荧光能量转移用于测定Cu2+

重金属离子能引起水体的严重污染,由于它的积累性和不可降解性,目前重金属污染已成为人们广泛关注的热门话题,在食品、环境污染监督检验中被列为重点检测项目。目前测定重金属离子的主要仪器分析方法有：原子吸收光谱法、原子发射光谱法、ICP-质谱法、X-射线荧光光谱法、离子选择性电极、伏安法及库仑法等。这些方法的研究多有报导,但这些方法存在耗时、分析步骤复杂、分析仪器昂贵、采样频率低等缺点。     

激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱检测有源发光玻璃中的微量元素

在有源发光玻璃的制备过程中,通常需要掺杂微量元素,用于改善玻璃的发光性能,因此在生产过程中进行快速检测非常重要.本实验针对激光诱导击穿光谱技术(LIBS)分析玻璃中微量元素灵敏度不足的问题,利用激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱技术(LIBS-LIF)检测了玻璃中3种微量元素Yb,Al和P.使用波长可调谐激光激发等离子体中的Yb+离子、Al原子和P原子,并对这3种粒子在激光诱导荧光中的跃迁过程进行了分析.结果表明,通过激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱技术,Yb+离子、Al原子和P原子的光谱强度分别增强了23,50和8倍,大幅度提高了LIBS分析的灵敏度.     

基于新疆煤炭的荧光碳量子点的制备与应用研究

本实验以新疆五种不同产地的煤炭为原料,采用酸煮回流法分别制备了五种碳量子点(CQDs)。通过荧光光谱对比分析,巴里坤煤样所制备的CQDs荧光性能最佳。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变化红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV/vis)、荧光光谱(PL)等对巴里坤煤样所制备的CQDs进行进行结构和光学性能的表征。结果表明,制备的CQDs分散性良好,平均尺寸2.3 nm且具有良好的水溶性,在紫外区有很强的吸,可以发出黄色荧光。研究发现,基于微量金属离子对CQDs的猝灭作用,所制备的CQDs可应用于微量金属离子的探测。     

开链氮杂冠醚化稻草纤维素球的制备及其吸附性能

以开链氮杂冠醚改性环氧基稻草纤维素球,成功地制备了开链氮杂冠醚化稻草纤维素球(3).测试结果表明,3对Cu2+, Pb2+和Ag+的静态饱和吸附量分别为5.48 mg·g-1, 6.02 mg·g-1和4.44 mg·g-1.建立了富集-火焰原子吸收分光光度法:用3-分离柱富集水中的重金属离子(如Cu2+, Pb2+和Ag+),富集液经火焰原子吸收分光光度计检测,即可计算出水中痕量重金属离子的浓度.     

核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用

重金属污染环境后难以自然降解或无害化,进入有机体后有较强的生物蓄积性,会对环境安全和人类健康造成巨大威胁;此外,有些高毒重金属离子还可作为蓄意投毒、威胁恐吓的恐怖剂。因此,对环境中的重金属离子实现快速、现场检测尤为重要。传统仪器检测方法前处理复杂、成本高、操作需要专业人员,现场应用受限。近年来随着技术的发展和新材料的应用,荧光传感器的灵敏度、便携性及成本等均得到较大改进。其中,基于核酸适配体捕获的荧光传感技术在重金属特异性识别方面更是得到广泛开发和应用。该文从标记型、非标记型及纳米材料辅助等方向,综述了核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用,以期为重金属的现场快速检测提供思路。     

重金属离子富集检测的微量热研究

采用微量热技术对重金属离子的富集检测过程进行了研究. 采用流动注射分析法研究了重金属离子进样顺序、 样品进样流速和载体树脂颗粒粒径对重金属离子抑制脲酶催化反应的影响, 优化了脲酶及重金属离子进样量, 获得了脲酶固定化及重金属离子富集条件的优化参数. 结果表明, 在低流速(0.1 mL/min), 载体树脂颗粒粒径为0.5～0.6 mm, 脲酶进样量为3 mL, 重金属离子进样量为5 mL的条件下, 先进行重金属离子的富集, 再检测其对固定化脲酶催化反应的影响可得到较好的检测效果. 在实验浓度范围内, 4种重金属离子对脲酶催化反应的影响顺序为砷离子>铜离子>镉离子>铅离子. 本文对重金属离子进行了适当的富集, 降低其检测下限, 为采用微量热法进行重金属离子的快速检测提供了理论依据.     

载双硫腙螯合纤维制备及富集重金属离子研究

合成了一种聚苯乙烯基载双硫腙 (DzS) 螯合纤维,研究了该纤维对4种重金属离子的螯合性能,讨论了吸附酸度、吸附时间等对4种重金属吸附性能的影响,选择了适当的反应条件,得出了该螯合纤维对重金属离子吸附量及选择性大小顺序:Pd(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Cd(Ⅱ),指出该纤维与石墨炉原子吸收分光光度测定法结合,可成功地应用于环境检测天然水样中的重金属离子.     

基于D-果糖合成的碳量子点用于金属离子的检测

以D-果糖为碳源,L-赖氨酸为钝化剂,采用一步微波法成功制备了类球状的荧光碳量子点(CQDs)。借助高分辨电子透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光光谱等手段对样品的结构和光学性能进行表征。结果表明制备了尺寸均一、分散性良好、表面含有丰富含氧基团的发蓝色光的CQDs,其具有激发依赖性。研究结果表明,在pH=3.5的HAc-NaAc缓冲溶液中,稳定性较好的CQDs可用于金属离子Fe~(3+)、Ag~+和Cu~(2+)的检测。     

基于生物敏感界面对重金属离子的检测研究进展

介绍了近年来重金属离子检测的研究现状,综述了电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用及其在检测灵敏度、选择性、响应速度、易于操作与实时在线检测方面的优点,阐述了基于生物敏感界面构建的电化学生物传感器在重金属离子检测中的重要作用。分类讨论了国内外一些典型的特异性识别重金属的生物受体,如核酸类,蛋白质类有氨基酸、酶、抗原抗体,细胞微生物等用于构建敏感界面而开发的生物传感器在重金属离子检测领域的进展与成果,以及在构建敏感界面的过程中各种新型纳米材料如金属纳米粒子、碳纳米材料、纳米复合材料等的应用对传感器检测效果的影响。最后结合生物传感器的现状及相关学科的发展,展望了电化学生物传感器在重金属离子检测领域的发展方向。     

离子掺杂氧化锌光催化纳米功能材料的制备及其应用

氧化锌是一种氧化还原电位高、激子结合能大（~60 meV）、物理和化学稳定性较好、廉价且无毒的半导体光催化剂。本文综述了掺杂氧化锌光催化剂的掺杂离子类型、制备方法、光催化效果及其作用机理。掺杂氧化锌的离子类型主要包括非金属离子单掺杂、金属离子（包括过渡金属离子和稀土金属离子）单掺杂和双离子共掺杂。离子掺杂后可在氧化锌晶格中引入更多的氧空穴或缺陷,为光致氧化反应提供更多的活性位点;或者引入杂质能级,扩大光吸收范围,增强可见光吸收能力。同时,掺杂的离子也可作为电子捕获中心,阻止光生电子-空穴对的复合,从而提高氧化锌光催化剂的性能。此外,文中还对掺杂氧化锌光催化剂在有机污染物降解、抗菌和光催化制氢等方面的应用进行了系统概述,并对其发展趋势作了展望。     

多孔氧化物块体材料的制备及其对重金属离子吸附研究进展

目前去除重金属离子的方法较多,其中吸附法因操作简单、经济性好而被广泛使用。多孔氧化物块体材料作为新兴的吸附材料具有比表面积高、机械强度高及可回收性好等特点,但吸附选择性差以及孔结构单一的缺陷限制了其在水体重金属处理中的应用。本文详细叙述了多孔氧化物块体材料的多种制备方法,并分别讨论了各方法的优势及其不足。介绍了近几年研究较多的多孔氧化物块体材料及其制备方法与特性。最后,对多孔氧化物块体材料对 Pb、Cd及 Cr等重金属离子吸附性能的影响因素及改善措施方面进行了总结分析,并指出多种材料的复合、材料表面的接枝改性及分级多孔结构的构建会增强对重金属离子的吸附性能。期望本文为多孔氧化物块体材料的制备及其在重金属离子吸附方面的应用提供参考。     

采用微量热法研究重金属离子对脲酶催化水解反应的影响

利用微量热计Micro DSCⅢ对重金属离子影响脲酶催化水解反应的过程进行研究, 并探讨重金属离子联合抑制作用对脲酶催化反应的影响. 结果表明, 在25℃下, 重金属离子对脲酶水解反应热有影响, 在广泛浓度范围(0.1, 1, 10, 100和10³ mg/L)内, 这种影响不仅表现在抑制作用方面, 而且会促进其水解反应的进行, 如铜离子在100和1000 mg/L时抑制率分别为(0.49±0.20)%和(-11.93±1.34)%. 重金属离子浓度与抑制率具有显著或极显著的相关性, 抑制效果的顺序为砷离子>铅离子>镉离子>铜离子. 当重金属离子联合抑制时, 其抑制效果与抑制率较高的重金属离子的抑制作用接近.     

基于枸杞为原料的碳量子点制备及作为荧光探针高灵敏检测D-青霉胺

以枸杞为原料,一步水热法制备得到具有强烈荧光的碳量子点(CQDs),并基于Cu(Ⅱ)与CQDs形成无辐射复合体,构建了"关-开"型荧光探针用于D-青霉胺(D-PA)的选择性高灵敏检测.在CQDs溶液中加入Cu(Ⅱ)离子后,CQDs的荧光发生淬灭,体系的荧光信号处于"关闭"状态.在D-PA存在下,由于D-PA与Cu(Ⅱ)具有更强的结合力,形成比CQDs-Cu(Ⅱ)复合体更稳定的络合物,将Cu(Ⅱ)从CQDs表面移除下来,使CQDs的荧光得到恢复,体系的荧光信号呈"打开"状态.实验探讨了Cu(Ⅱ)对CQDs荧光淬灭的机理,考察了各种反应条件.在优化的条件下,CQDs探针的荧光恢复程度与D-PA的浓度在0.5~80μmol L~(-1)范围呈良好的线性关系,检出限为0.15μmol L~(-1).应用于人血清中D-PA的检测,回收率为96.7%~105.0%,相对标准偏差小于3.1%,表明该法可应用于人体内D-青霉胺药物的检测和药代动力学研究.     

香蕉皮对重金属离子铅的吸附性能研究

建立了香蕉皮快速、高效对重金属离子铅吸附性能的方法。采用分光光度法测定重金属离子铅的浓度,分别研究了7种不同形态的吸附剂对废水中重金属离子铅的吸附性能。在优化的实验条件下,重金属离子铅浓度与吸光度的线性相关系数R=0.999 83,且方法相对标准偏差(RSD)低于3%。结果表明,香蕉皮对废水中的重金属离子铅有良好的吸附效果,吸附率达到91.3%。利用香蕉皮去除废水中的重金属离子,可以变废为宝,且方法吸附率高、准确可靠、精密度高,可用于吸附废水中重金属离子铅。     

核酸适配体在重金属检测中的应用研究

随着工业化生产的快速发展,由重金属离子带来的环境污染也越来越引起了人们的高度重视.科研人员通过不同的检测方法对重金属离子进行检测.由于核酸适配体对重金属离子的选择性较高,使得其在重金属检测中的应用越来越广.     

基于有机小分子铝离子荧光探针研究进展

铝及其化合物在日常生活中应用广泛,过量的摄入铝,会导致严重的疾病。因而,研究一种可以实时检测铝离子的方法尤为重要。荧光探针具有灵敏度高、选择性好等优点,近年来在金属离子检测中广泛应用。本文在归纳总结Al~3检测荧光探针的基础上,对Al~(3+)荧光探针未来的发展方向进行预测。     

氮杂冠醚研究(Ⅵ)——含中心功能基氮杂冠醚的合成

含中心功能基的冠醚化合物及其对金属离子的络合行为,已有较多的报导。Cram等报导,在含芳环的冠醚中,苯环的1,3位有二个亚甲基单元占据时,处于2位上的甲氧基、羟基、硝基、卤素等带孤对电子的中心功能基,可以用来调节冠醚环的空腔大小,致使其对金属离子的络合选择性有所改变。由于氧杂冠醚对碱金属和碱土金属离子具有较好的络合作用,而对过渡金属和重金属离子等的络合行为则不甚满意。因此,以氮、硫等杂原子代替冠醚环中的氧原子时,会对过渡金属和重金属离子产生明显的络合效果。     

手性碳量子点的制备及其应用

手性碳量子点(CQDs)因兼具优异的荧光性质、良好的生物相容性、较低的毒性、易于功能化以及手性特征等,在催化、检测和生物医学等领域具有广阔的应用潜力。目前,通过一步法或两步法制备的手性CQDs,已应用于手性催化、手性检测、高尔基体靶向成像、选择性调控酶和蛋白活性、选择性调控细胞能量代谢和促进植物生长等领域。然而,手性CQDs的发展初露头角,需进一步完善可控合成工艺,制备高荧光量子产率的长波长手性CQDs,使其在生物医学等领域绽放异彩。