等离子体金属纳米结构在SERS传感及可穿戴应力传感中的应用

等离子体金属(金、银)纳米结构因其特有的理化性能,被广泛应用于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)传感及可穿戴应力传感领域。其中,SERS是一种应用贵金属纳米材料增强拉曼散射信号的检测技术,该技术灵敏度高、特异性强,已被广泛用于生物医学、环境监测、食品药品检测等领域。随着电子检测技术和柔性电子材料的快速发展,柔性可穿戴传感技术也得到了快速发展,且取得了大量的研究成果。SERS检测技术主要依赖于贵金属纳米增强基底材料,而基于贵金属纳米结构的可穿戴传感元件对人体微应力、微应变的传感具有极高的灵敏度。SERS增强基底材料与可穿戴应力传感元件材料具有互通互用性,将贵金属纳米SERS基底应用于柔性可穿戴式检测,这是SERS检测技术比较新颖的、尚未深入研究的应用领域之一。该文综述了贵金属溶胶纳米结构的材料组成分类以及该类材料在SERS和可穿戴应力传感中的应用,并分析了胶体贵金属纳米结构组成及成分对SERS传感、可穿戴应力传感灵敏度、可重复性及稳定性的影响,最后展望了贵金属胶体纳米结构在SERS传感和柔性可穿戴应用中的发展趋势。     

薄膜基荧光气体传感器中的涂层化学

近年来,高性能薄膜基气体传感器的研制备受关注,所涉及的涂层化学已经成为物理化学学科发展的一个热点。传感因分析物与敏感层(涂层)物质相互作用引起薄膜特定静态及动态物理量变化而实现,因此,薄膜传感性能势必受到敏感层物质种类和敏感层微纳结构等因素影响。就薄膜基荧光传感而言,荧光敏感物质的结构和性质对薄膜传感性能起着至关重要的作用。同时,因毛细凝结、色谱效应、尺寸效应、分子间相互作用等因素的存在,敏感层微观结构也极大地影响着薄膜的传感性能。本文结合课题组近期研究工作,简要讨论薄膜基荧光气体传感器研究中的涂层化学基本问题,以及相关薄膜基荧光传感器在隐藏爆炸物、毒品、挥发性有机污染物检测/监测等方面的应用探索。最后,文章展望了薄膜基荧光气体传感器的发展前景和所面临的主要挑战。     

稀土金属-有机框架在同分异构体传感材料中的应用

基于稀土金属离子独特的电子结构,稀土金属-有机框架的光致发光具有发射峰尖锐、量子产率高和发光寿命长等特点,可应用于针对特定功能化学物种的光学传感材料。稀土金属离子高的配位数和丰富的配位模式,使得稀土金属-有机框架具有结构多样性和可调性,可与不同的化学物种在结构和能级两个方面相匹配,是其具有传感功能的基础。关于同分异构体的识别,尤其是针对同类同分异构体的快速识别,在化工和制药等领域均具有重要的价值。本文综述了稀土金属-有机框架针对具有特定功能同分异构体的传感性质,并讨论了其相关传感机制。     

硫化金包覆金纳米棒局域等离子体共振的纳米生物传感器研究

纳米生物传感技术是近年来迅速发展起来的一种超微生物传感技术,具有高选择性、高灵敏度、快速、方便检测等优点.尤其基于金纳米颗粒的生物探针的研究备受关注.近年来,对基于棒状金纳米结构的生物探针合成及在生物传感及医学成像中的应用的研究是金纳米棒研究的重要方向.纳米金由于其制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点,被广泛应用于生物分子的识别和检测领域.     

核酸介导信号放大光学生物传感器在食品污染物检测中的应用EI北大核心CSCD

信号放大是新型生物传感分析过程中重要的环节。核酸介导的信号放大技术凭借核酸材料灵活的结构设计、低成本和易于制备等特点,在生物传感快速检测技术的开发上逐渐发展成为一项重要的分支,广泛应用于食品、环境和医药等新型检测方法开发。介绍了传统和新型核酸扩增技术、生物条形码和DNA walker等信号放大机理和应用,同时进一步综述核酸信号放大技术结合光学生物传感在食品污染物中检测的应用,如化学污染物、毒素类污染物、和重金属污染物等,并对核酸介导的信号放大技术在食品污染物检测中的问题和前景进行讨论。     

拉曼光谱技术在食品安全检测方面的应用

正食品的主要成分为碳水化合物、脂质、蛋白质、水等。常规分析方法如气相色谱、高效液相色谱、质谱和生物体检测等方法存在着操作过程繁琐、样品预处理技术复杂、样品在检测时会损坏等缺点。以拉曼效应为基础的探测分子振动和转动特征峰值的探测技术,可检测固相与液相样品,并且有效识别别样品主要成分的化学结构信息。相对于传统的化学检测方法,拉曼光谱对样品的化学结构与衍生结构的测     

基于石墨烯光子晶体光纤的流体传感器

与传统的传感器设备阵列相比,由于结构更为简单,具有广泛检测兼容性的光纤系统逐渐成为分布式监测的有力候选者。然而,受工作机制的限制,大多数光纤传感器仍局限于对折射率等物理参数进行探测,一种用于环境化学监测的全光纤分布式传感系统亟待研发。本工作中,我们向化学气相沉积法生长的石墨烯光子晶体光纤(Gr-PCF)中引入了一种化学传感机制。初步结果表明,石墨烯光子晶体光纤可以选择性地检测浓度为ppb级的二氧化氮气体,并在液体中表现出离子敏感性。石墨烯光子晶体光纤与光纤通信系统的波分、时分复用技术结合后,将为实现分布式光学传感环境问题提供巨大的潜力和机会。     

市场动态

食品毒素生物传感技术问世美国农业部农业研究服务中心的化学家不久前开发出生物传感技术。利用此技术,可以检测火腿、牛奶和蛋类等食品中的抗热毒素。据悉,美国科学家开发出的生物传感技术主要利用葡萄球菌和表面胞质基因共振(SPR)来检测毒素。SPR利用光反射金属薄膜,这些膜上会附上毒素和抗毒素抗体分子,当这些分子粘合在薄膜表面时能改变光折射的路线,光强度的变化可以通过光检测器监控,由此确认食品样品中毒素的含量。据介绍,生物传感技术可以检测单一食品样品中的几种细菌毒素。科学家可以通过屏幕显示、检测和确认食品中多种化学残…     

电化学发光生物传感技术在快速检测心肌梗死标志物中的研究进展

设计和发展简便、高灵敏、高选择性的分析手段以检测低浓度急性心肌梗死生物标志物是目前临床诊断迫切的需求。 电化学发光分析法由于具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽及可控性强等优点,能有效地进行低浓度样品检测。 该方法与生物传感技术相结合,有利于实现生物体液等复杂样品中极低含量急性心肌梗死生物标志物的快速检测。 本文综述了电化学发光生物传感技术在快速检测心肌梗死标志物中近5年的进展,介绍了电化学发光探针和共反应物,以及多组分生物传感检测技术等,并对其在心肌梗死标志物分析中的应用进行了总结。     

用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析

本文针对肿瘤细胞的活性检测、神经细胞的神经递质检测与巨噬细胞等的氧化损伤检测等细胞检测中的核心问题,简要介绍电化学生化传感器和传感方法在细胞检测领域的应用和发展,重点对不同微电极结构的电化学传感器的设计制作、细胞检测方法及应用进展进行了综述。电化学生化传感器从单一检测电极向集成多功能和阵列式电极发展,从单个电极传感检测模式向芯片集成微电极式传感系统发展,而在其生物相容性、检测限和检测效率等方面尚需进一步提升和拓展。基于微机电系统(MEMS)技术制作的微电极研制,电极表面的多种化学和生物修饰的敏感膜研究,从硅基到聚合物柔性基底电极的材料拓展,小体积、植入式、可穿戴式的电化学生化传感器研制等是目前发展的方向,其在临床检验、精准医疗、运动健康监测、老年健康服务等诸多领域中显示出巨大的应用前景。     

基于离子通道的电化学传感技术研究进展

近年来,基于离子通道的电化学检测技术备受关注,目前该技术已广泛应用于DNA测序、分子间相互作用测定以及无机离子、生物分子等检测中。本文从电化学检测方法的角度,综述了近年来基于离子通道的电流型、阻抗型以及电位型检测技术在化学与生物传感中的应用研究进展,重点介绍了此技术的作用原理及传感器构建方法,并对离子通道基电化学传感技术进行了展望。     

检测有机磷神经毒剂及模拟物的荧光探针

有机磷神经毒剂是一类具有极大杀伤力的化学毒剂,这类有机磷酸盐通过破坏人体内的神经递质乙酰胆碱酯酶麻痹人的中枢神经,很小的剂量就可致人死亡,因此对有机磷神经毒剂进行快速简便地检测具有重要意义。荧光化学传感具有灵敏度高、选择性好和响应时间短等优点,近些年来应用荧光传感方法对有机磷神经毒剂及其模拟物的检测越来越受到研究人员的关注。本篇综述对荧光传感的原理做了简要介绍,综述了近年来国内外研究者开发的各种用于有机磷神经毒剂及其模拟物检测的荧光新材料与新方法,并对荧光传感方法应用于有机磷神经毒剂检测的未来进行了展望。     

有机半导体荧光传感材料及危险化学品检测应用

荧光传感材料作为有机半导体光电功能材料的重要组成之一,以其灵敏度高、选择性强、响应速度快等优势,成为当前化学传感领域的一个研究热点,近年来在反恐、禁毒等领域有着广泛的应用.然而目前,对荧光敏感材料各项性能参数的设计与优化,依然存在着经验性问题,需要基于构效结合思维,从待测物质的分子层次的物性认知出发,更有针对性地设计相应的传感材料.本文基于国内外前沿工作,结合本课题组多年在危险化学品荧光传感方向的经验,以爆炸物、神经毒剂和合成毒品的检测为例,对荧光敏感材料的设计原则和传感的分子级微观作用机制进行了系统论述.     

分子印迹荧光传感器研究进展

分子印迹技术是结合高分子化学、分析化学、材料科学等发展起来的一门边缘学科,是模拟受体-抗体相互作用的一种新技术。分子印迹荧光传感器结合了分子印迹聚合物的预定识别性和高选择性以及荧光检测的高灵敏性,成为传感领域的研究热点。本文主要介绍了分子印迹荧光传感器的研究进展,重点概述了分子印迹荧光传感器的制备原理、检测方式及其在有机小分子和离子检测中的应用,并对其发展前景进行了展望。     

Conjugated Polymer Fluorescent Chemosensor： Design Principle and the Concept for Molecular Assembly

共轭高分子作为“分子导线”所特有的信号放大效应,使其在构建高灵敏度的荧光化学传感体系中具有特别的优势。本文首先从分子识别、传感机理和信号输出等方面概述了传感分子设计中需要考虑的一些基本问题;然后以聚对芳撑乙炔类共轭高分子为例,提出基于模板排列组合的分子组装概念,并将之用于合成一系列结构可调的荧光化学传感分子,以满足不同的检测目的;最后通过文献中的具体实例,对多种聚对芳撑乙炔类共轭高分子进行了分子结构和传感应用方面的解析。     

共轭高分子荧光化学传感分子的设计原理与分子组装概念

共轭高分子作为"分子导线"所特有的信号放大效应,使其在构建高灵敏度的荧光化学传感体系中具有特别的优势。本文首先从分子识别、传感机理和信号输出等方面概述了传感分子设计中需要考虑的一些基本问题;然后以聚对芳撑乙炔类共轭高分子为例,提出基于模板排列组合的分子组装概念,并将之用于合成一系列结构可调的荧光化学传感分子,以满足不同的检测目的;最后通过文献中的具体实例,对多种聚对芳撑乙炔类共轭高分子进行了分子结构和传感应用方面的解析。     

有机智能传感材料与器件研究进展

有机光电子材料具有柔性、低成本、可大面积加工以及分子结构可调等特点,在可穿戴智能器件领域具有巨大的应用潜力.有机分子可以通过结构的设计调节其光学、电学、机械和化学等特性,从而实现丰富的传感功能.有机智能传感器具有快速响应、高选择性、高灵敏和机械柔性等优势,被广泛应用于环境监测、电子皮肤、医疗监测、人机交互等智能感知领域.本文综述了近年来有机智能传感材料与器件的研究进展,包括小分子半导体、聚合物半导体和导电聚合物等有机传感材料,以及化学传感器、温度传感器、光学传感器和机械传感器等有机智能传感器件的前沿应用,重点介绍了目前生物传感器、仿生传感器等智能感知器件和系统的发展现状,并对其未来发展过程中面临的挑战进行了分析.     

基于微流控热泳的生物传感技术※

复杂生命体系中关键分子及微纳生物粒子的高灵敏、高特异检测, 对理解多层次多尺度生物学过程、阐明疾病发生发展机制和探索新型生物标志物等具有重要意义. 微流控生物传感器整合了微流控技术和生物传感技术的诸多优势, 在微量生物样本精准测量方面取得了显著进展. 近年来, 微流控热泳生物传感技术(Thermomicrofluidic biosensing)利用物质在局域温度梯度场中的热泳定向迁移现象, 并结合均相生物传感及信号放大新策略, 实现了复杂样本中生物分子及微纳生物粒子的快速、高灵敏、原位检测. 重点阐述了以热泳为核心的微流控传感技术, 包括微量热泳、热泳-对流耦合、热泳-扩散泳耦合以及热泳-电泳耦合等方法, 总结了不同传感方法的原理、特点及其在生物分子(蛋白、核酸等)与微纳生物粒子(细胞外囊泡、病毒、细胞等)检测中的应用, 并探讨了微流控热泳技术在生物医学检测领域中面临的挑战与未来发展方向.     

分子印迹-电化学发光技术研究进展

分子印迹-电化学发光技术具有分子印迹技术的高选择性及电化学发光技术的高灵敏性,以及发光易于调控、稳定性好、便于微型化和仪器操作简单等优点,已被广泛地应用于重金属检测、免疫传感技术、基因传感技术、酶传感技术、食品安全与药物分析等领域。该文结合本实验室的研究工作介绍了分子印迹电化学发光传感器的原理和构建思路。在此基础上,着重介绍了分子印迹电化学发光技术在食品安全与药物分析中的应用,并对其今后的研究趋势进行了展望。     

薄膜荧光传感

<正>不同于其它探测技术,荧光以激发态实现传感。因此,荧光传感具有灵敏度高、可设计性好、仪器结构相对简单、能耗低、不涉及放射性源、易于实现便携等优点,受到了人们的特别关注^1,2。薄膜荧光传感是荧光传感的一种重要形式,是继离子迁移谱技术之后最具发展潜力的可实现便携的气相微痕量物质探测技术。敏感薄膜创制是薄膜荧光技术的核心,薄膜性能主要取决于决定传感发生机制的传感单元,以及影响传感对象分子吸附、解析和扩散的活性层(adlayer)结构。一般而言,