基于单壁碳纳米管-十二醛复合材料的DNA电化学传感器

将单壁碳纳米管(SWNTs)和十二醛(DA)混合超声分散,得到均匀、稳定的无机-有机纳米复合材料(SWNTs-DA)。将其滴涂在玻碳电极表面晾干得到复合材料修饰电极(SWNTs-DA/GCE),再通过胺醛缩合反应将末端修饰氨基的单链DNA探针共价固定在SWNTs-DA/GCE表面,构建了一种新型的DNA电化学传感器。以[Fe(CN)6]3-/4-为电活性探针,采用循环伏安法和电化学阻抗法对传感器的层层组装过程进行表征。以亚甲基蓝(MB)作为杂交指示剂,考察了传感器分析性能。实验结果表明,MB在传感器上的峰电流值(Ip)与互补序列浓度对数值(lgcS2)在1.0×10-15～1.0×10-10mol/L范围内呈良好的线性关系(r=0.998)。根据3倍信噪比(S/N=3),计算得检出限为2.0×10-16mol/L。选择性实验表明该传感器能对互补序列、三碱基错配序列和非互补序列进行很好的识别。     

氧化锆/聚中性红电化学DNA传感器用于转基因植物CaMV35S启动子基因序列的测定

制备了基于氧化锆(ZrO2)/聚中性红(PNR)修饰电极的电化学DNA传感器。探针DNA通过磷酸基和ZrO2的相互作用组装到电极表面。原子力显微镜(AFM)和电化学方法用于电极的表征。PNR在DNA杂交前后峰电流的变化作为杂交信号,用示差脉冲伏安法对转基因植物CaMV35S启动子基因片段进行测定。结果表明:探针DNA和完全互补的DNA片段杂交后,杂交信号明显变小,峰电流的变化值与其浓度的对数在1.0×10-11~1.0×10-8mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.46×10-12mol/L(S/N=3)。此外,传感器能区分互补、单碱基错配、完全错配的DNA序列,已用于样品的测定。     

基于主客体识别作用构建非固定的DNA电化学生物传感器研究

应用主客体分子识别技术构建一种无需固定DNA探针的电化学检测DNA的新方法。分别采用间甲基苯甲酸标记和金纳米颗粒标记的两段DNA探针,使用β-环糊精修饰电极对杂交结构进行识别和电化学检测。采用差分脉冲伏安法(DPV)实现对特定序列DNA的定量检测。在优化的条件下,该体系表现出良好的灵敏度和选择性,对特定序列DNA的检测限为1.8×10-13mol/L。     

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.     

腺苷在十六烷基三甲基溴化胺/β-环糊精-多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为研究

采用十六烷基三甲基溴化胺/β-环糊精修饰电极,对腺苷的测定提供了新的分析方法。利用循环伏安法电化学聚合生成十六烷基三甲基溴化胺/β-环糊精—多壁碳纳米管(CTAB/β-CD+MWNTs/GCE)化学修饰电极,并研究了腺苷在该修饰电极上的电化学行为。在pH 5.8的磷酸盐缓冲溶液中,腺苷的氧化还原峰电流与其质量浓度在1.0×10-7~8.0 mg/m L范围内线性关系良好,检出限为4.8×10-8mg/m L。此修饰电极对腺苷有良好的选择性和灵敏度。     

2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-5-(1-羟甲基)C_(60)吡咯烷衍生物的合成及其在DNA电化学传感器中的应用

以L-丝氨酸、邻香兰素及C60为原料通过1,3-偶极环加成反应,合成并分离纯化得到一种新型的2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-5-(1-羟甲基)C60吡咯烷衍生物(FPD)。通过质谱、红外光谱、紫外-可见光谱、氢核磁和元素分析等检测手段对其结构进行表征。采用滴涂法将FPD修饰在玻碳电极表面,然后在其表面组装Al3+,并进一步利用Al3+与磷酸骨架的静电相互作用,将探针DNA固定到修饰电极表面,组建了一种新型DNA电化学生物传感器。以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,考察了该DNA传感器的分析性能。实验结果表明,在1.0×10-15~1.0×10-9mol/L浓度范围内,互补序列DNA的浓度对数值(lgcS2)与该传感器上的峰电流值(Ip)具有良好的线性关系,其线性方程为Ip(10-6A)=0.106 lg(cS2,mol/L)+0.735,检出限(S/N=3)为5.4×10-16mol/L。选择性实验表明该传感器能有效识别互补序列和碱基错配序列DNA片段。     

铂纳米颗粒修饰电化学DNA传感器检测大豆中转基因成分

用电沉积方法将铂纳米颗粒修饰在玻碳电极表面,然后将花椰菜花叶病毒35S启动子ssDNA片段直接吸附在铂纳米颗粒上,制成特异的电化学DNA传感器。用扫描电子显微镜和循环伏安法对修饰铂纳米颗粒电极进行了表征。ssDNA探针与互补目的ssDNA杂交,以[Co(phen)3]3 (phen=1,10-Phe-nanthroline)为杂交指示剂,用方波伏安法进行检测,表现出良好的响应信号。与在裸玻碳电极上修饰的探针相比,测定目的基因的灵敏度显著提高。传感器对互补目的ssDNA检测的线性范围为2.14×10-9～2.14×10-7mol/L;检出限为1.0×10-9mol/L,与3个碱基错配的DNA序列杂交,观察不到明显的杂交信号。样品DNA经HindⅢ非限制性内切酶酶切后测定,杂交检测信号增大。用传感器检测含量不同的转基因大豆DNA和非转基因大豆DNA的混合溶液,杂交前后的电流差与转基因DNA的含量呈良好线性关系。连续5次测量含有100%转基因大豆DNA杂交后的电信号,相对标准偏差为5.89%,固定探针的电极再生后可重复使用8次。     

β-环糊精包结物修饰碳糊电极对水体污染物亚甲基蓝的检测

研究了水体污染物亚甲基蓝在β-环糊精包结茜素红修饰碳糊电极(ARS/β-CD/CPE)上的电化学行为,并对亚甲基蓝发生氧化还原反应的机理进行了探讨,建立了茜素红和β-环糊精作为修饰剂时,碳糊电极对水体污染物亚甲基蓝的电化学测定方法。ARS/β-CD/CPE在pH6.0的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中对亚甲基蓝的氧化还原具有明显的电催化作用,同时计算了部分电化学参数:电荷转移系数α=0.72,吸附量Г=4.99×10~(-7)mol/cm~2。在优化条件下,亚甲基蓝的氧化峰电流与浓度在2.0×10~(-5)~6.0×10~(-4)mol/L范围内表现出良好的线性关系,检出限(3S/N)为2.0×10~(-6)mol/L。     

CdTe量子点标记的DNA电化学传感器的研究

利用碳纳米管和CdTe量子点(QDs)组装的电化学传感器,建立了一种识别DNA的新方法.将氨基修饰的单链DNA探针共价键合固定在带有羧基的碳纳米管修饰的金电极上,然后与CdTe QDs标记的目标DNA进行杂交.利用差分脉冲法(DPV)和循环伏安法对目标DNA的固定和杂交进行表征,通过电活性指示剂柔红霉素(DNR)的DPV峰电流变化,对互补DNA、非互补DNA和单碱基错配DNA序列进行识别.与未标记CdTe QDs的目标DNA相比,标记CdTe QDs的目标DNA序列的电流响应灵敏度明显提高.DNA电化学传感器检测的优化条件:DNR的浓度为1.67×10-5 mol/L,DNA杂交时间为80 min,杂交温度为55 ℃.在1.0×10-13 ～1.0×10-8 mol/L范围,目标DNA浓度的对数值与其响应的DPV信号(还原峰电流)呈线性关系,检出限为3.52×10-14 mol/L(S/N=3,n=9),线性方程为ΔI=50.22+3.567 lgcDNA,相关系数为0.996 6.对1.0×10-10 mol/L的目标DNA样品进行重复测定,相对标准偏差为4.8%(n=5),重复性良好.     

基于纳米ZnO/壳聚糖复合膜DNA电化学传感器用于HIV基因的免标记检测

以室温固相合成法制备纳米ZnO,通过壳聚糖(CHIT)的成膜效应将纳米ZnO固定在玻碳电极(GCE)表面,制得的ZnO/CHIT/GCE电极成为DNA固定和杂交的良好平台。DNA的固定和杂交通过电化学交流阻抗进行表征。以电化学交流阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测人类免疫缺陷病毒(HIV)基因片段的线性范围为2.0×10-11~2.0×10-6mol/L,检出限为2.0×10-12mol/L。     

量子点双标记的Fe3O4@Au磁性纳米DNA电致发光型传感器

合成了Fe3O4@Au磁性纳米粒子,并根据单链寡聚核苷酸(ss-DNA)杂交原理,利用量子点电化学发光,构建了DNA电化学传感器.在磁控玻碳电极(MCGCE)表面,将5′-SH-ssDNA捕获探针自组装在Fe3O4@Au磁性纳米粒子上,然后与目标DNA互补的一端杂交形成dsDNA,再与双标记了量子点的5′-NH2-ssDNA-NH2-3′信号探针杂交形成三明治杂交的DNA.应用循环伏安法对DNA的固定与杂交进行了表征.目标DNA浓度在1.0×10-13～1.0×10-11 mol/L范围与其响应的ECL信号呈线性关系,检出限为1.8×10-14mol/L.由于采用量子点双标记法,检测的灵敏度显著提高.     

氧化石墨烯修饰碳离子液体电极同时测定鸟嘌呤和腺嘌呤

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为粘合剂制备了碳糊电极,然后将氧化石墨烯滴涂到碳糊电极表面制成了一种新型的氧化石墨烯修饰碳离子液体电极。研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为。实验结果表明,在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液中(pH4.5),鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上具有良好的电化学行为,在2.0×10-7～1.5×10-5mol/L浓度范围内鸟嘌呤和腺嘌呤的浓度在该电极上与电化学响应信号呈良好的线性关系,相关系数分别为为0.992和0.996。信噪比为3时,检出限为1.0×10-8mol/L。     

基于主客体竞争模式的凝血酶适配体传感器的研究

基于β-环糊精(β-CD)主客体竞争模式,构建了开关型凝血酶适配体电化学传感器.将末端修饰了二茂铁(Fc)的核酸适配体通过与β-CD的主客体识别固定在金电极表面,当凝血酶存在时,适配体由原来的直立线状构型变为"G-四链体",远离电极表面,适配体探针的氧化还原电流强度减小,即"Signal-off".利用此效应对凝血酶进行了灵敏检测,结果表明,在5.0×10-13~5.0×10-9 mol/L浓度范围内,凝血酶的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系,检出限为2.0×10-13 mol/L(3σ).与其它蛋白分子相比,本方法对凝血酶蛋白的检测具有高特异性.本传感器构建简单,再生性好,为生物血清样本中凝血酶的实时高效检测提供了方法.     

石墨烯修饰玻碳电极用于急性早幼粒细胞白血病PML/RARa融合基因的检测

应利用电化学还原法将固定在玻碳电极表面的氧化石墨还原为石墨烯,然后再利用偶联活化剂将氨基修饰的急性早幼粒细胞白血病（APL）PML／RARα融合基因序列探针固定到石墨烯修饰电极表面,以亚甲基蓝（MB）为电化学杂交指示剂,并由差分脉冲伏安法检测人工合成APL的PML／RARα融合基因.结果表明,石墨烯对MB的检测信号起到了很好的增敏作用,杂交前后MB还原峰电流差值与靶标链DNA浓度在5×10-10~2.5×10-9 mol/L范围内呈线性关系,检出限为8×10-11 mol/L.该方法简单、特异性好,有望用于实际样品的检测.     

氧化锆/聚亚甲基蓝修饰电极检测CaMV35S启动子基因

制备了基于氧化锆(ZrO_2)/聚亚甲基蓝(PMB)修饰电极的无标记DNA传感器,用于转基因植物CaMV35S启动子基因的检测。探针DNA(ssDNA)通过ZrO_2和DNA的磷酸基的相互作用修饰到电极表面,以PMB氧化峰的示差脉冲伏安响应为检测信号,传感器和完全互补的DNA片段杂交后,PMB的氧化峰电流明显降低,当和完全不匹配的DNA片段杂交时,峰电流无明显变化。对于完全互补的DNA片段,在2.0×10~(-12)~2.0×10~(-8) mol/L浓度范围内峰电流的变化值和浓度的对数成良好的线性关系,检测限为4.1×10~(-13) mol/L(S/N=3)。所制备的传感器具有良好的稳定性、再生性和重现性,用于样品检测,结果令人满意。     

棒状Sb2S3-nafion纳米复合膜修饰玻碳电极的大肠杆菌DNA传感器

将棒状Sb2S3纳米粒子与Nafion聚合物在乙醇溶液中超声混合得到均匀的Sb2S3-Nafion纳米复合材料分散液。将该复合材料滴涂至玻碳电极(GCE)表面,得到稳定的Sb2S3-Nafion修饰电极。循环伏安和阻抗表征实验表明,由于Sb2S3的纳米尺寸效应及半导体效应,电极的电化学性能得到了极大的提高。采用PCl5为活化剂,将Nafion表面的磺酸基团酰氯化,再利用共价键合法将末端修饰氨基的大肠杆菌DNA特征序列固定到修饰电极表面,制备了一种新型的DNA电化学传感器。以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,将制备的DNA电化学传感器应用于大肠杆菌基因目标序列检测,结果表明,该传感器对目标DNA具有较宽的动力学线性范围(1.0×10-12～1.0×10-7mol/L),检出限达到2.4×10-13mol/L。此外,选择性实验表明该传感器对互补序列、单碱基错配序列、三碱基错配序列和完全错配序列具有良好的识别能力。     

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.     

基于双二茂铁和β-环糊精之间主客体识别模式信号放大的均相电化学适体传感器用于凝血酶的灵敏检测

合成了双二茂铁化合物并用于修饰在凝血酶适配体(TBA)的两端作为电化学信号标记物,构建了一款基于双二茂铁与β-环糊精(β-CD)之间主客体识别原理进行信号扩增的均相电化学凝血酶传感器。当电化学TBA探针与凝血酶发生特异性结合后,TBA探针由原来的茎环结构变成"G-四链体",双二茂铁分子通过主客体识别作用进入修饰在金电极表面的β-CD的空腔内,产生了稳定的电化学电流响应信号。该凝血酶电化学均相传感器在0.02～62.5 nmol/L范围内对凝血酶呈良好的线性关系,检出限为8.4 pmol/L。该传感器对凝血酶可为凝血酶的快速检测提供了一个可行的方案。     

嵌入式超薄化学修饰碳糊电极及抗坏血酸的电化学行为研究

以镍铬合金为基体,在其表面构建了嵌入式超薄邻啡口罗啉修饰碳糊电极,以扫描电镜表征电极形貌、电化学技术研究电极的电化学性质。该电极对抗坏血酸(AA)有灵敏的响应,在pH 2.0的B.R.缓冲溶液中,AA的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-7~1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为6.0×10-8mol/L。该电极可用于AA的电化学测量。     

基于工具酶信号放大技术电化学发光法检测凝血酶

利用巯基乙胺将合成的金纳米粒子氨基化;基于纳米粒子负载羧基化的联吡啶钌和巯基DNA制得电化学发光信号探针;采用酶循环信号放大技术,获得大量含新增DNA的溶液来捕获信号探针;以金电极为载体,将巯基DNA自组装到电极表面,依次杂交互补DNA和信号探针,构建电化学发光生物传感器.在优化的条件下,此传感器对凝血酶具有良好的响应,在3.0× 10-13～6.0×10-11 mol/L范围内,凝血酶的浓度与发光强度呈良好的线性关系,检出限为1.8× 10-13 mol/L(3a).采用酶切循环放大技术制备的生物传感器具有灵敏度高,选择性和重现性良好等特点.