非标记凝血酶阵列电化学适体传感器的研究

基于自制的集成化三阵列金膜电极,构建了一个简单、灵敏、非标记的凝血酶阵列电化学适体传感器。以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术,在FR-4玻璃纤维板上制作了由3个金膜工作电极、1个大面积金膜对电极和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统。以集成化金膜阵列电极作为基础电极,采用巯基自组装技术将带巯基的凝血酶适体固定在3个金工作电极表面,巯基己醇封闭后获得三阵列凝血酶适体传感器,以电活性物质铁氰化钾作为电化学探针,基于凝血酶适体和凝血酶结合前后铁氰化钾在电极表面传质的不同导致电流变化进行凝血酶的测定。采用方波脉冲伏安法,铁氰化钾氧化峰电流的变化值与凝血酶浓度在1.52~63 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.92 nmol/L。     

非标记凝血酶阵列电化学适体传感器的研究

基于自制的集成化三阵列金膜电极,构建了一个简单、灵敏、非标记的凝血酶阵列电化学适体传感器。以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术,在FR-4玻璃纤维板上制作了由3个金膜工作电极、1个大面积金膜对电极和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统。以集成化金膜阵列电极作为基础电极,采用巯基自组装技术将带巯基的凝血酶适体固定在3个金工作电极表面,巯基己醇封闭后获得三阵列凝血酶适体传感器,以电活性物质铁氰化钾作为电化学探针,基于凝血酶适体和凝血酶结合前后铁氰化钾在电极表面传质的不同导致电流变化进行凝血酶的测定。采用方波脉冲伏安法,铁氰化钾氧化峰电流的变化值与凝血酶浓度在 1.52~63 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.92 nmol/L。     

一种胶质瘤细胞的核酸适体电化学阻抗传感器

本文基于交流阻抗谱技术发展了一种新型的高灵敏核酸适体传感器用于胶质瘤细胞的检测。该传感器通过巯基在金表面的混合自组装,将腱肽蛋白c的核酸适体探针固定于金电极表面。基于腱肽蛋白在胶质瘤细胞表面的高表达,利用细胞与电极表面核酸适体探针的特异性生物识别对铁氰化物电化学阻抗的抑制,建立了胶质瘤细胞检测的核酸适体传感器。考察并优化了核酸适体/巯基丙酸混合自组装比例、反应时间、温度和离子强度等对传感器性能有显著影响的分析条件,结果表明该传感器的阻抗响应与胶质瘤细胞浓度呈线性关系,线性范围为100~50 000 cell/mL,其检出限可达50 cell/mL。     

基于铁氰化铜的非标记型核酸适配体传感器的构建及其对腺苷的检测

采用电化学沉积法在金电极表面制备了铁氰化铜(CuHCF)氧化还原电化学探针,通过CN~-(CuHCF)和金纳米粒子(GNPs)之间形成Au-CN键的强相互作用力,将GNPs组装到电极表面后,再通过Au-S键将巯基化的腺苷适配体组装到电极表面,构建了高灵敏检测腺苷的非标记型核酸适配体传感器。利用电化学阻抗对传感器的组装构建过程进行监测。用循环伏安法和差分脉冲法考察了该传感器的电化学行为,并探讨了支持电解质和扫速对传感器的影响。在最优实验条件下,该传感器对腺苷在100 fg/mL~50.0 ng/mL范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.998,检出限为45.0 fg/mL。     

基于计时库仑技术的可再生型三磷酸腺苷适配体电化学传感器的研究

构建了一种可再生型三磷酸腺苷(ATP)适配体计时库仑电化学传感器.将一条短链DNA通过AuS键自组装固定在电极表面, ATP的核酸适配体与该短链DNA杂交而结合在电极表面.带负电的DNA通过静电吸引结合电解液中的六氨合钌(RuHex)阳离子.当传感器和靶分子ATP孵育后,ATP与核酸适配体结合,使适配体链从电极表面解离,电极表面吸附的DNA量减少,结合RuHex的量随之降低.通过计时库仑技术检测RuHex响应信号降低的量 ,可以对ATP进行定量测定.此传感器的电化学响应信号与ATP浓度对数值呈线性关系,线性检测范围为0.001~100 μmol/L,检出限(S/N=3)为0.5 nmol/L.此传感器检测靶分子ATP后,可以通过简单的操作步骤再生,再生5次后的响应信号为初始信号的90%以上.采用此传感器检测大鼠脑透析液中ATP的含量为(19.2±3.7) nmol/L (n=3).     

金电极上自组装巯基DNA生物传感器的研究

本文在金电极上自组装单链巯基DNA,制备能识别正错配的简单DNA生物传感器,采用金标银染和线性扫描阳极溶出法对制备工艺条件和识别能力进行了研究,确定最佳制备工艺条件为:巯基DNA自组装时间为6 h,采用巯基己醇封闭时间为3 h,正错配DNA表现出不同的检测信号,制得的DNA生物传感器具有快速、准确的识别能力。     

微囊藻属DNA电化学传感器的研制

利用自组装法将巯基修饰的DNA探针与6-巯基-1-己醇(MCH)固定到金电极表面,制备了微囊藻属特定DNA传感器,将该传感器与完全互补的微囊藻DNA序列、完全不互补序列,以及单碱基错配序列进行杂交,以Hoechst 33258为杂交指示剂,应用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了该传感器对目标DNA的电化学检测行为.研究表明,当与完全互补DNA杂交后,Hoechst 33258氧化信号有明显的增强.实验对自组装时间、MCH浸泡时间及杂交液离子浓度进行了优化.结果表明,当自组装时间为90 min,MCH浸泡时间为1 h,杂交溶液中NaCl浓度为0.3 mol/L时,电化学信号最好.目标DNA的氧化峰电流值与其浓度在1×10~(-8) ～1×10~(-6) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为8.1×10~(-9) mol/L.     

基于单壁碳纳米管和目标诱导适体转移电化学适体传感器检测腺苷

以修饰于电极表面的单壁碳纳米管(SWNTs)作为适体固定平台,基于目标诱导适体(Aptamer)转移,构建了检测腺苷的电化学适体传感器。将SWNTs修饰到玻碳电极表面,没有目标物腺苷时,亚甲基蓝标记的腺苷适体(MB-Aptamer)通过适体与SWNTs之间强的相互作用固定在电极表面,此时电极表面因为有大量MB存在,能够检测到强的MB氧化电流信号。当引入腺苷后,因为腺苷与适体的相互作用力大于适体与SWNTs的相互作用力,迫使MB-Aptamer脱离电极进入溶液,此时电极表面MB量减少,导致MB氧化电流强度减弱,根据加入腺苷前后传感器表面MB氧化电流强度的变化,采用方波脉冲伏安法对腺苷进行检测。结果表明,MB氧化电流信号比值与腺苷浓度在0.0010~0.50 nmol/L之间呈良好的线性关系,检出限为0.49 pmol/L(S/N=3)。     

基于石墨烯化学修饰电极的适体传感器

采用石墨烯(RGO)作载体,凝血酶适体(TBA)作探针,凝血酶为目标蛋白,电化学阻抗谱(EIS)为检测技术,建立了检测蛋白质的新方法。由于RGO可增大电极有效表面积并提高电极表面电子传输速率以及TBA的特异性识别能力,此方法具有较高的灵敏度和良好的选择性。采用本方法检测凝血酶的线性范围为0.3～10 fmol/L,检出限为0.26 fmol/L。本研究将RGO应用于电化学适体传感器,证实了RGO修饰电极在电化学适体传感器领域中潜在的应用价值。     

基于适配体亲吻复合物构建电化学阻抗传感器用于腺苷的检测

基于适体探针(Aptamer probes,AP)和发卡探针(Hairpin probes,HP)在腺苷(Adenosine,AD)存在时的新型结合模式,构建了一种非标记型电化学阻抗传感器用于腺苷的检测。固定在电极表面的AP在腺苷存在时会折叠成发夹结构,其发夹的环部与HP的环部部分互补杂交,二者通过环-环相互作用(类似人类"亲吻"行为)形成一个"亲吻型适配体复合物",由于复合物的空间位阻作用,使得电极的阻抗信号明显变大。相反,腺苷不存在时,AP呈舒展状态,无法与HP结合成稳定的"亲吻"结构,电极的阻抗信号无明显变化。以电子传递电阻值作为响应信号来检测腺苷,最佳实验条件下,在5~1 000 nmol/L浓度范围内,电阻值与腺苷浓度的对数呈良好的线性关系,检出限达0.6 nmol/L。另外,该传感器具有良好的选择性,有望应用于临床实际样本中腺苷的检测。     

纳米金-Nafion修饰金电极电化学阻抗法测定人端粒DNA

报道了基于纳米金-Nafion修饰金电极检测人端粒DNA的电化学阻抗传感器。将纳米金与Nafion混合超声得到纳米金-Nafion纳米材料,将此纳米材料滴涂于金电极表面获得纳米金-Nafion修饰电极。再将探针人端粒ss DNA滴涂在修饰电极上制备电化学阻抗传感器。利用扫描显微镜对纳米材料的形貌进行了表征。利用循环伏安法和电化学阻抗法对传感器进行了表征及目标人端粒DNA的定量测定。在最优化实验条件下,电化学阻抗传感器响应信号(ΔRet)与目标人端粒DNA浓度的对数(lgc)在0.001~1.0 nmol/L范围内呈良好线性关系。检出限为3.0 pmol/L。对0.5 nmol/L的目标人端粒DNA 7次平行测定,相对标准偏差RSD为3.5%。     

2,5-巯基-1,3,4-硫代二氮唑自组装金电极测定银(I)

制备了2,5-巯基-1,3,4-硫代二氮唑(DMTD)自组装单分子层修饰金电极,用电化学阻抗谱进行了表征,研究了Ag(I)在该电极上的电化学行为并用差分脉冲阳极溶出伏安法对其进行了测定。结果表明,DMTD/Au电极能显著提高Ag(I)测定的灵敏度和选择性,Ag(I)浓度在9.4×10-7～8.0×10-6mol/L范围内,氧化峰电流与Ag(I)呈现良好的线性关系,检出限为2×10-7 mol/L。该自组装电极可用于水样的测定。     

基于层层自组装技术构建灵敏度可调的电化学发光传感器检测FLT3EI北大核心CSCD

选择急性髓系白血病的标志性基因FLT3作为目标物,构建了灵敏度可调的双信号放大电化学发光传感体系。采用层层自组装法将预处理的多壁碳纳米管有序组装到电极表面,利用无酶目标催化发夹反应放大传感器的灵敏度,实现FLT3基因的高灵敏、快速、准确检测。通过电化学交流阻抗谱(EIS)对传感器的构建进行跟踪表征,采用电化学发光法(ECL)对不同浓度的FLT3基因进行检测。结果表明,该传感器可通过控制多壁碳纳米管的组装层数调节灵敏度与检出限。当多壁碳纳米管组装层数为6层时,检测FLT3的线性范围为0.5~50 pmol/L,检出限为0.3 pmol/L。更高灵敏度的传感器有望通过组装更多层数的多壁碳纳米管实现。     

非标记夹心式电化学可卡因适体传感器的研究

设计一种基于双链核酸适体的非标记夹心式电化学适体传感器, 建立简单、高灵敏度的可卡因分析方法. 首先将末端巯基修饰的捕获适体探针组装在金电极表面, 构建可卡因适体传感器. 该传感器与目标分子可卡因和部分互补的检测适体探针作用后, 在电极表面形成适体/可卡因/适体复合物. 以六氨合钌为信号分子, 基于单链适体和适体/可卡因/适体复合物对六氨合钌吸附量的不同, 通过计时电量法检测电极表面吸附六氨合钌的还原电量, 进行可卡因的分析检测. 在优化的条件下, 还原电量与可卡因浓度在1～50 mmol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限为0.1 mmol/L. 用于血清中可卡因的检测, 回收率为96.4%～104%. 该方法简单, 灵敏度高, 可作为一种通用型的适体传感器模型.     

非标记型血小板衍生生长因子核酸适体传感器

合成了介孔二氧化硅负载金纳米颗粒(Au-MSN), 通过壳聚糖(CHIT)将Au-MSN固定到裸玻碳电极表面, 采用自组装法将带巯基的血小板衍生生长因子(PDGF)核酸适体固定到Au-MSN修饰过的玻碳电极表面, 制得PDGF核酸适体传感器. 以亚甲基蓝作为电化学活性嵌入剂, 通过检测核酸适体与目标分析物PDGF特异性结合前后亚甲基蓝电信号的变化, 实现了对PDGF的定量检测. 考察了缓冲溶液的pH、 扫描速度及PDGF培育时间等条件对检测结果的影响. 结果表明, 在pH为7.6时, 该传感器的检测范围为0.1 pg/mL~1 μg/mL, 检出限为0.03 pg/mL. 该传感器制作简单、 成本低廉、 灵敏度高且稳定性好.     

以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测

通过金硫键将腺苷适配体互补链(S1)和末端带羧基的DNA链(S2)修饰在金纳米粒子(GNPs)表面,以及甲苯胺蓝(TB)与S2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA探针分子TB-S2-GNPs-S1,然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子,以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体(Apt)固定在电极表面,以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附,再通过TB-S2-GNPs-S1中的S1与Apt杂交将TB-S2-GNPs-S1负载到电极表面,成功建立了一种以甲苯胺蓝为电化学探针检测腺苷的适配体生物传感器。采用紫外可见光谱和扫描电镜对合成的金纳米粒子和TB-S2-GNPs-S1复合物进行表征。对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗法(EIS)进行表征,对传感器的性能采用差分脉冲法(DPV)和电化学阻抗进行研究。该传感器在1.0×10-4~100.0 ng/m L范围内对腺苷具有良好的信号响应,相关系数(r)为0.994,检出限(S/N=3)为64.7 fg/m L。     

基于核酸适体电化学生物传感器用于腺苷的免标记检测

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种基于核酸适体的新型腺苷电化学生物传感器.固定于电极表面的适体探针与目标腺苷杂交后使电极界面的结构发生改变,通过[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,以此作为检测信号进行腺苷的免标记检测.表面电子传递电阻的变化值与腺苷浓度的对数在1.0×...     

界面可控硫醇SAMs纳米金修饰金电极的电化学行为研究

在裸金电极上自组装不同比例的4,4’-二甲基联苯硫醇(MTP)和硫辛酸(TA)混合液,形成自组装膜(MTP+TA/Au SAMs),再修饰纳米金,制得纳米金混合巯基修饰金电极(AuNPs/MTP+TA/Au)。研究了纳米金混合巯基修饰金电极的电化学行为和阻抗行为,结果表明电极表面pH值的改变对电极表面的电子转移有重要影响。对葡萄糖传感器的制备条件、测定条件、抗干扰能力等进行了讨论,结果表明修饰电极的微结构和微环境有必要进一步研究。     

靶标介导DNA自组装及催化电流放大的microRNA电化学检测研究

该研究报道了一种靶标介导的DNA自组装及催化信号放大免标记电化学传感器定量检测microRNA－21的分析方法。根据靶标序列,设计一条末端标记巯基且具有茎环结构的捕获探针以及两条与捕获探针和靶标部分互补的DNA单链,通过金－硫键作用将捕获探针固定在金电极表面。当靶标（microRNA－21）存在时,自组装形成一种H结构的DNA复合结构;利用核酸链中磷酸骨架静电吸附电解液中的钌氨离子（［Ru（NH3）6］3+,RuHex）以及DNA电子传递作用产生电化学信号;当无靶标时,不能形成DNA复合结构,电化学信号较弱。进一步利用铁氰根离子（［Fe（CN）6］3-）能够氧化电化学还原产物（［Ru（NH3）6］2+）,产生电化学－化学偶联,从而实现催化电流信号放大。采用电化学阻抗谱确证DNA复合结构的形成,采用计时电量法考察捕获探针密度对电化学信号的影响,并优化探针浓度、比例以及自组装时间,采用差示脉冲伏安法进行定量分析。结果显示,在0.1 fmol/L ~ 0.1 nmol/L范围内,峰电流与microRNA－21浓度具有良好的线性关系,检出限为12.8 amol/L。方法能有效区分其他microRNA以及单碱基错配核酸序列,成功用于多种细胞中microRNA－21的定量检测。该电化学传感器具有灵敏度高、选择性好、线性范围宽等优点,无需繁琐的电化学探针标记以及费时费力的PCR扩增、滚环扩增、链置换反应等分析策略,简化了操作流程,提高了方法的实用性。     

基于微悬臂梁生物传感器检测三磷酸腺苷

基于适配子构建了无标记检测三磷酸腺苷(ATP)的微悬臂梁生物传感器。 将ATP适配子修饰在微悬臂梁阵列中的传感悬臂镀金面上,用来识别ATP,而参比悬臂修饰巯基己醇(MCH)防止非特异性吸附。 ATP与其适配子发生特异性相互作用,使悬臂的上下两个表面产生应力差,导致传感悬臂产生偏转,扣除参比悬臂偏转后其偏转值与ATP的浓度在0.5~5 mmol/L范围内有良好的线性关系,相关系数为0.998,最低检出限为0.06 mmol/L。 该微悬臂梁生物传感器响应快速、操作简单,并且对ATP具有良好的特异性。