基于纳米金修饰的两种无汞型重金属微传感器的对比研究

采用微加工技术制备了集成有工作电极和对电极的两种重金属微传感电极芯片,工作电极表面采用电沉积法修饰纳米金(Gold nanoparticles,GNPs),由半胱氨酸(L-cysteine,Cys)和天冬氨酸(L-aspartic acid,Asp)修饰制备Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片,并利用原位镀锡膜(Sn film)的方法,制成Sn/GNPs/微传感电极芯片。采用方波伏安法和方波溶出伏安法考察了两种微传感电极芯片对重金属离子Cu2+,Pb2+和Zn2+的响应特性。Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片可有效识别Cu2+和Pb2+,线性范围为5～2000μg/L,检出限为1μg/L;Sn/GNPs/微传感电极芯片可有效识别Cu2+,Pb2+和Zn2+,线性检测范围分别为5～500μg/L,5～500μg/L和10～500μg/L,检出限分别为2,3和5μg/L。相比而言,Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片具有较宽的检测范围,而Sn/AuNPs/微传感电极芯片具有较高的灵敏度,两种传感器绿色环保、制备简单、更新简便、易于集成,在水质在线监测方面具有应用前景。     

纳米金颗粒增强信号的电化学生物传感器用于谷胱甘肽和半胱氨酸的检测

构建了一种高灵敏检测谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)的新型电化学生物传感器. 先将富含T碱基的DNA1和DNA2探针分别修饰在金电极和纳米金颗粒(AuNPs)上, 再加入Hg²⁺, 通过形成T-Hg²⁺-T结构使AuNPs结合到金电极表面. 当加入GSH(或Cys)后, GSH(或Cys)可以竞争结合T-Hg²⁺-T结构中的Hg²⁺, 使AuNPs离开电极表面. 由于AuNPs上修饰的DNA探针能够静电吸附大量电活性物质六氨合钌(RuHex), 因此该过程可引起计时电量信号的显著变化, 据此实现了GSH(或Cys)的高灵敏检测. 该传感器的检出限达10 pmol/L, 比荧光法或比色法降低了2~3个数量级. 实验结果表明, 该传感器具有较好的选择性.     

基于香豆素的比率荧光传感器对同型半胱氨酸/半胱氨酸的检测及生物成像（英文）

利用生物硫醇独特的亲核性,报道了基于香豆素的荧光传感器C1和C2,可实现对半胱氨酸和同型半胱氨酸的检测.化合物C1对Hcy/Cys表现出明显的荧光增强响应.通过结构的微调,设计并合成了比率荧光传感器C2.在化合物C2的溶液中加入Hcy/Cys之后,溶液的最大发射峰蓝移了近100 nm,最大吸收光谱蓝移了近95 nm.传感器C2具有较高的选择性,对Hcy的响应远远大于对Cys、GSH及其他氨基酸的响应.传感器C2对Hcy有较高的灵敏度,检出限低达2.8×10~(-7)mol/L.并且,化合物C2可以穿透细胞膜,用于HeLa细胞中Hcy的比率荧光成像.     

可同时比色检测硫离子和高半胱氨酸/半胱氨酸的化学探针的合成及应用

合成了一个能同时检测硫离子(S2-)和高半胱氨酸/半胱氨酸(Hcy/Cys)的化学探针1,采用核磁共振波谱(NMR)、高分辨质谱(HRMS)、元素分析和傅里叶换红外光谱(FTIR)等表征了其分子结构,并通过高效液相色谱、质谱以及核磁滴定氢谱实验研究了探针1检测S2-和Hcy/Cys的机理.实验结果表明,探针1能同时对S2-和Hcy/Cys进行快速、高敏感性和选择性识别,并且是通过硫醇亲核反应识别的.在Tris-HCl缓冲溶液[10 mmol/L,p H=7.40,50%(体积分数)乙醇]中,探针1对S2-于552 nm处表现了显著的吸收强度增强并伴随溶液颜色由无色变为紫红色;对Hcy/Cys于552 nm处表现了特异的荧光增强,而对Cys的检测还可见溶液颜色由无色变为酒红色,据此制备了负载探针1的滤纸传感器用于比色检测S2-和Cys.此外,将探针1用于人血清的加标回收率测定,获得了较好的结果.     

基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

基于金离子[Au(Ⅲ)] 对氮化碳纳米粒子的荧光具有很强的猝灭作用, 构建了一种检测Au(Ⅲ)的荧光传感器. 实验结果表明, 该传感体系检测Au(Ⅲ)的线性范围为0.050~11.0 μmol/L, 检出限(S/N=3) 为22.6 nmol/L. 此外, 该传感器对Au(Ⅲ)的检测具有高选择性, 可用于湖水中Au(Ⅲ)的检测.     

基于层状二硫化钼纳米片比色检测亚锡离子

在醋酸/醋酸钠缓冲溶液(pH=4.5)中, 亚锡离子对层状二硫化钼(MoS₂)纳米片催化过氧化氢(H₂O₂)氧化邻苯二胺(OPD)的显色反应有很强的抑制作用, 据此构建了一种检测亚锡离子的比色传感器. 实验结果表明, 与不加MoS₂纳米片的OPD/H₂O₂比色传感体系相比, MoS₂/OPD/H₂O₂体系检测亚锡离子的灵敏度显著提高, 线性范围变宽. 在优化的条件下, MoS₂/OPD/H₂O₂传感体系检测亚锡离子的线性范围为0.02~3.0 μmol/L, 检出限为8 nmol/L (S/N=3). 该传感体系对检测亚锡离子具有高的选择性, 可用于湖水中亚锡离子的检测.     

焦磷酸根离子传感体系的研究进展

由于焦磷酸根离子(PPi)在生物、环境以及临床医学等学科领域的重要性,PPi的检测已受到越来越多的关注.重点介绍基于传感材料的PPi新型传感体系,并根据传感材料的不同分为以下几个方面进行综述:(1)基于纳米材料的传感体系,(2)基于共轭聚电解质/聚合物的传感体系,(3)基于脂质体的传感体系,(4)基于聚集诱导发光分子的传感体系,(5)其他类型的传感体系.展望了PPi传感的发展趋势.     

有机场效应晶体管传感器研究进展

基于有机半导体的自身特点和场效应晶体管的信号转化与放大功能,有机场效应晶体管(OFET)被认为是构建高性能电学传感器的有效载体.近年来,随着传感功能半导体和器件构建策略的开发,OFET传感器逐渐成为该领域的前沿研究方向.目前,OFET传感器的种类日益丰富,灵敏度等传感性能指标不断提升,在环境检测、健康监测以及人工智能领域显示出广泛的应用前景.本文将从传感检测物种类和器件构筑策略角度对OFET传感器的最新研究进展进行综述,并对其发展方向进行展望.     

基于酶催化银沉积质量放大的血吸虫压电免疫传感器的研究

发展了一种基于酶催化金属银沉积信号放大的新型高灵敏气相压电免疫传感检测技术.先将血吸虫抗原(SjAg)共价固定在石英晶体表面,制备得到血吸虫压电免疫传感器.检测时,在晶振上滴加不同浓度的待测血吸虫抗体,再将碱性磷酸酶标记的二抗通过夹心方式结合到传感器表面.然后利用碱性磷酸酶催化磷酸化的抗坏血酸酯水解从而还原硝酸银,使金属银沉积在晶振表面上,放大传感器的质量响应信号.实验结果表明该传感检测方法可显著提高气相压电免疫传感器的检测灵敏度,传感器对血吸虫抗体的响应线性范围在1～225 ng/mL,检测下限为1 ng/mL.     

基于金纳米棒和超氧化物歧化酶层层自组装的超氧自由基生物传感器

超氧自由基（O2·-）检测对于研究氧化损伤有关的生化及病理过程具有重要意义.本文基于金纳米棒/超氧化物歧化酶层层自组装方法构建了一种新型超氧自由基电化学传感器.通过带正电的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）包裹的金纳米棒（AuNRs）与带负电的超氧化物歧化酶（SOD）在半胱氨酸（Cys）修饰的金（Au）电极上层层自组装制备了（SOD/AuNRs）2/Cys/Au电极,证明了金纳米棒/SOD双层组装膜能有效增强SOD与电极之间的电子转移,并且该电极中的SOD保持有良好的生物活性,可在还原电位下实现O2·-电催化还原,从而达到检测O2·-的目的.该超氧自由基电化学传感器表现出了良好的电分析性能,其检测线性范围为200nM～0.2mM,检测限为100nM（S/N=3）,灵敏度为22.11nAcm-2μM-1,响应时间为5s.此外,该传感器还显示了较好的稳定性以及排除常见共存物过氧化氢、尿酸和抗坏血酸等干扰的能力.因此,对于第三代超氧化物歧化酶传感器的制作来说,酶与纳米材料层层自组装方法能够提供一种有效的电极构建方式.     

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.     

比率式荧光纳米氧传感器

比率式荧光传感通过在同一传感基质中掺杂两种或两种以上对分析物具有不同响应的发光体,根据不同的光发射信号比值构建起来的光化学传感体系,能更好满足实际检测的需要。近年来,比率式荧光纳米传感器的构建已引起了人们的广泛关注。该文介绍了比率式荧光纳米氧传感器的制备方法、传感特性和应用情况,并对其传感检测的发展和应用前景进行了分析和展望。     

荧光特性双层自组装膜电极及电化学性能研究

以半胱胺酸为中介,利用荧光试剂1＿萘胺二乙酸钠(NADA)和DL＿半胱胺酸(Cys)的静电吸引作用,将荧光试剂NADA间接组装在金电极表面,形成自组装双层膜电极NADA/Cys/Au,该双层膜电极对金属离子具有荧光识别和电化学传感功能,本文着重研究了双层膜电极NADA/Cys/Au的电化学性能,并将其用于超痕量铜离子和镍离子的电化学分析连续测定.     

基于荧光猝灭的铜传感器研究

研究了过渡金属离子对荧光分子 1 萘胺二乙酸钠 (NADA)的荧光猝灭现象及其猝灭机理 ,并基于此建立铜离子传感体系。该铜离子传感器的检测限为8.2 7× 1 0 - 6mol/L ,定量检测范围为 2 .6 9× 1 0 - 5～ 1 .2 0× 1 0 - 4 mol/L。     

薄膜基荧光传感检测的研究进展

薄膜基荧光传感器是继离子迁移谱之后,业界公认的一种最具发展潜力的微痕量物质探测技术.由于其具有灵敏性、便携性、实时检测、响应速度快、易于制造、不污染待测体系等优点,在食品检测、环境监测、质量控制和生物医学分析等领域引起了广泛的关注和研究.本文主要综述了近年来薄膜基荧光传感在挥发性气体检测、有毒化学品检测、爆炸物检测、溶液相离子检测以及生物监测等领域的研究进展,并提出了薄膜基荧光传感所面临的挑战与未来的发展方向.     

胞苷保护的铜纳米簇新型荧光探针检测重铬酸根离子

基于重铬酸根离子(Cr_2O_7~(2-))对胞苷保护的荧光铜纳米簇(Cu NCs)的猝灭作用,构建了一种可用于检测Cr_2O_7~(2-)的荧光传感器.实验结果表明,该传感体系检测Cr_2O_7~(2-)的线性范围为0.05~7.0μmol/L,检出限为24 nmol/L(S/N=3).该传感器对Cr_2O_7~(2-)的检测具有良好的选择性,可用于湖水样中Cr_2O_7~(2-)的检测.     

分子印迹荧光传感构建及应用

构建一个高灵敏、高选择性检测痕量分析物的传感器广受科研工作者关注。分子印迹技术由于具有高选择性识别、高容量吸附、快速结合、热稳定性以及低成本等优点,已广泛应用于传感构建领域。以分子印迹聚合物为识别单元,结合荧光传感技术所构建的分子印迹荧光传感器在环境污染物痕量检测方面成为研究重点。本文主要介绍分子印迹聚合物的制备方法,总结分子印迹荧光传感器的构建机理和分子印迹荧光传感器在金属离子、有机小分子以及生物大分子检测方面的应用。重点探讨分子印迹传感器在不同数量的荧光团下检测一种或多种目标分析物的方法,包括单一荧光团检测单一目标物、比率荧光检测单一目标物以及分子印迹荧光传感的多元检测。基于以上分析和总结,提出分子印迹荧光传感器的当前挑战和发展前景。     

液态金属原位引发制备半互穿网络水凝胶构建低污染电化学传感界面

复杂组分在传感界面的非特异性吸附会严重影响传感器的灵敏度与准确度。虽然构建致密的亲水性抗污涂层能够抑制表面非特异性吸附,但是其绝缘性又会显著增大传感界面阻抗,严重削弱响应电流。因此,如何兼顾传感界面抗污性与导电性,构建灵敏的传感基底是电化学免疫传感器目前急需解决的关键问题。为此,利用镓化铟液态金属（Liquid Metal, LM）原位引发乙烯基吡咯烷酮（N-vinylprrolidone, NVP）聚合,同时利用壳聚糖（Chitosan, CS）与聚乙烯基吡咯烷酮（poly（N-vinylprrolidone）, pNVP）之间强烈的氢键结合作用,再分步交联成功获得一种半互穿网络水凝胶传感界面,并以此构建电化学免疫传感器。研究表明,所构建的传感器能够对胃动素实现灵敏检测,线性范围为10 pg/mL~10 μg/mL,检测限为6.91 pg/mL（S/N=3）,并且在5%的血清样品中检测结果不受影响。此外,所构建的免疫传感器也显示出优异的重复性、稳定性和选择性。以上结果成功证明了基于液态金属纳米复合凝胶作为电化学传感基底的可行性,也为其它电化学免疫传感器的构建提供重要的借鉴意义。     

量子点荧光传感器的设计及应用

量子点(quantum dots,QDs)是一种新型的纳米荧光材料,具有优良的光电性质,已广泛应用于荧光传感及可视化检测,可实现对靶标分子高灵敏、高特异性分析。本文主要论述了量子点的表面化学修饰,以及量子点传感的作用原理,如荧光共振能量转移、电荷转移、直接荧光传感、生物发光共振能量转移、化学发光共振能量转移以及电化学发光,利用这些原理设计出不同的荧光传感器,并应用于不同分子或离子的可视化检测。同时对量子点的荧光传感存在的问题及挑战进行了总结,并提出量子点荧光传感将向生物相容性好、细胞或生物体内实时可视化检测、复杂体系中进行多靶标同时检测以及量子点的逻辑运算等方向发展。     

基于水凝胶的细菌传感检测

水凝胶具有含水量高、柔韧性好、黏弹性高、生物相容性高以及独特的刺激响应特性,这使得水凝胶材料在细菌传感检测方面备受关注。基于水凝胶的细菌传感器及传感芯片的研究,对细菌的基础科学研究具有重要意义,更对细菌的快速高效检测、特定环境中的细菌污染防控和疾病传播控制等具有重要应用价值。本文针对近年来水凝胶在细菌传感检测方面的研究工作进行综述。简要介绍了水凝胶的种类,水凝胶与细菌之间相互作用的影响因素。重点综述了基于温敏型水凝胶、pH敏感型水凝胶、酶敏感型水凝胶以及特异性标识物功能化修饰的水凝胶构建的传感器和传感检测方法,并综述了基于水凝胶的新型柔性传感器和微流控传感芯片的研究进展。基于水凝胶的细菌传感器在检测效率、信号采集和稳定性等方面仍需进一步提升和拓展。随着新型水凝胶材料的出现,智能细菌传感器、柔性细菌传感器和集成微流控细菌传感芯片是目前发展的方向,在细菌检测方面显示出良好的发掘潜力和应用前景。