碳纳米管/纳米金复合膜电化学免疫传感器用于微囊藻毒素的检测研究

在玻碳电极表面修饰碳纳米管,并用多电位阶跃法在碳纳米管表面沉积纳米金制得碳纳米管/纳米金复合膜。通过纳米金和微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)抗体之间的吸附作用,将抗微囊藻单克隆抗体固定于电极表面,以牛血清白蛋白封闭非特异性吸附位点,研制了检测微囊藻毒素的电化学免疫传感器。利用微囊藻毒素与其抗体之间的特异性识别作用构建"三明治"夹心结构的免疫分析模式,以辣根过氧化物酶标记抗体为二抗,利用微分脉冲伏安法实现了对微囊藻毒素的检测。在优化条件下,此传感器的响应电流与微囊藻毒素浓度在0.50~12.0μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.30μg/L(S/N=3)。对实际水样进行了微囊藻毒素的加标回收实验,回收率在93.0%~108.5%之间,相对标准偏差为3.8%~5.0%。     

基于石墨烯和金纳米笼修饰的无标记型微囊藻毒素免疫传感器的研制

利用石墨烯及中空结构的金纳米笼构建了无标记型电化学免疫传感器,并用于微囊藻毒素的检测。利用多元醇还原法合成制备了导电性好、催化性强、生物相容性好的金纳米笼;再利用高分散的石墨烯将其固定于玻碳电极表面,进一步吸附固定微囊藻毒素抗体。在无微囊藻毒素存在时,电化学探针[Fe(CN)6]3!/4!在传感器界面上能获得较高的电流响应信号。当培育了微囊藻毒素后,抗体与微囊藻毒素形成免疫结合物,增加了电极表面的电荷密度和传质阻力,阻碍[Fe(CN)6]3!/4!扩散到电极表面,导致[Fe(CN)6]3!/4!的电流响应信号明显降低,电流减小的程度间接地与微囊藻毒素的浓度成比例,可实现对微囊藻毒素的检测。实验考察了抗原培育时间,抗体浓度等条件对该传感器响应性能的影响。结果表明,此传感器对微囊藻毒素的线性响应范围为0.05~1000μg/L,检出限为0.017μg/L,优于文献报道。此传感器操作简单,并且具有良好的稳定性,将其用于实际水样中微囊藻毒素的检测,平均加标回收率为94.1%。     

基于碳纳米管/L-半胱氨酸/Fe3O4@Au纳米复合材料的电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

将DMF(N,N-二甲基甲酰胺)分散的多壁碳纳米管(MWNT)修饰在金电极表面,再将修饰电极依次沉积纳米金和L-半胱氨酸(L-Cys),并通过半胱氨酸中的巯基吸附Fe3O4@Au纳米复合材料,再固载甲胎蛋白抗体(anti-AFP),以牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,构建了高灵敏、稳定的新型电流型甲胎蛋白免疫传感器。实验通过扫描透射电子显微镜(TEM)对DMF-MWNT和Fe3O4@Au复合纳米粒子进行了表征。在优化的实验条件下,此免疫传感器对甲胎蛋白抗原的检测范围为0.1～150μg/L,检出限为0.03μg/L。     

免标记电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR的灵敏检测

采用纳米金作为抗体的固定基质,同时以硫堇为电活性指示剂,构建了一种免标记的电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR(MC-LR)的灵敏检测。将萘酚修饰到金电极表面,通过静电作用将硫堇捕获。加入纳米金与硫堇的氨基结合,抗体将通过与纳米金作用而固定到电极表面。通过MC-LR与其相应抗体的特异性结合作用阻碍硫堇的电子传递,实现MC-LR的电化学检测。在最优实验条件下,MC-LR的质量浓度与电信号在5~100μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.71μg/L,可满足饮用水检测需求,能够用于实际水样中M C-LR的测定。     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。     

基于HDT自组装金纳米粒子修饰电极的微囊藻毒素-LR电化学免疫传感器研究

构建了一种新型的基于金纳米粒子(Au NPs)修饰金电极的微囊藻毒素-亮氨酸-精氨酸(MCLR)电化学免疫传感器。采用柠檬酸钠还原法制备了Au NPs溶胶,分别用透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱对其进行表征。将Au NPs组装到1,6-己二硫醇(HDT)自组装单分子层修饰的金电极表面,再将MCLR抗体(anti-MCLR)固定于该修饰电极上,利用扫描探针显微镜法、循环伏安法和电化学交流阻抗法(EIS)表征了自制化学修饰电极表面的形貌特征和电化学免疫传感器的电化学特征。通过辣根过氧化物酶标记的MCLR(MCLR-HRP)与MCLR竞争结合抗体,建立了检测MCLR的差分脉冲伏安法(DPV)。在最佳实验条件下,用DPV对MCLR检测的线性范围为0.01~25μg/L,检出限为0.005μg/L。对构建的免疫传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。该方法对实际水样中MCLR的加标回收率为100%~102%,测定结果与高效液相色谱法的测定结果一致。     

基于蛋白A/纳米金/壳聚糖分散的多壁碳纳米管修饰的电位型甲胎蛋白免疫传感器的研究

将壳聚糖分散的多壁碳纳米管(MWNT-CS)滴涂于金电极(Au)表面,利用壳聚糖大量的氨基将纳米金(nano-Au)固定到金电极表面,再利用蛋白A(PA)的定向固定效应将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)固定到纳米金修饰的金电极表面,从而制得高灵敏、高稳定电位型甲胎蛋白免疫传感器。蛋白A为抗原和抗体的反应提供了合理的基础,纳米金的存在提高了抗体在电极表面的固定量,多壁碳纳米管(MWNT)促进了电子的传递,从而缩短电极的响应时间。在优化的实验条件下,该传感器响应的电极电位与甲胎蛋白浓度的对数在7.0~190.0μg/L的范围内保持良好的线性关系,检出限(S/N=3)为3.9μg/L。     

基于四氧化三铁磁性纳米粒子的微囊藻毒素免疫传感器研究

采用化学共沉淀法制备四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子(MNPs),依次用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)、丁二酸酐(SAH)对Fe3O4 MNPs表面进行修饰,得到羧基功能化的核壳型磁性纳米粒子(Fe3O4@APTS·SAH MNPs),分别采用透射电镜(TEM)、磁滞回线、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征.将此纳米粒子修饰在自制的磁性玻碳电极(MGCE)表面,用1-(3-二氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化纳米粒子表面的羧基,通过与氨基的共价交联,将抗微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)(MCLR)抗体(anti-MCLR)固定于该修饰电极上,用牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,构建了一种检测MCLR的电流型免疫传感器.采用直接竞争免疫反应模式,在标记物辣根过氧化物酶(HRP)的MCLR (MCLR-HRP)存在下,利用差分脉冲伏安法(DPV)测定溶液中的微囊藻毒素.在优化的实验条件下,免疫传感器对MCLR的线性测定范围为0.05 ～ 100 μg/L,检出限为0.01 μg/L(S/N=3).构建的免疫传感器呈现出良好的重现性、稳定性和特异性.将本传感器用于实际水样的测定,加标回收率为94.3％ ～ 99.5％.     

溶胶凝胶法固定抗体制备黄曲霉毒素免疫传感器

利用溶胶凝胶法,将正硅酸乙酯在HCl存在下水解形成的硅溶胶和黄曲霉毒素B1抗体的混合液涂于玻碳电极表面,制备非标记型电化学阻抗免疫传感器。以[Fe(CN)6]3-/4-的磷酸盐缓冲溶液为测试底液,分别研究传感器的循环伏安和交流阻抗行为。实验表明,电极因免疫反应所形成的复合物阻碍了[Fe(CN)6]3-/4-在电极表面的扩散,其氧化还原峰电流明显减小,电子转移阻抗随黄曲霉毒素浓度增加而线性增大。当介质pH=6.5和孵育时间为20 min时,免疫前后传感器的电子转移阻抗变化值最大。在此最佳条件下,传感器电子转移阻抗对黄曲霉毒素响应的线性范围为1.0～10μg/L;检出限为0.1μg/L(S/N=3)。此方法具有高的灵敏度和稳定性,可应用于食品中黄曲霉毒素的测定。     

石墨烯-壳聚糖复合物修饰电极构建电化学免疫传感器对1-芘丁酸的检测研究

采用石墨烯(GS)和壳聚糖(CS)复合膜修饰玻碳电极(GS-CS/GCE),利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)(4∶1)活化GS-CS/GCE,共价固定多环芳烃抗体(anti-PAHs),构建灵敏度高、稳定性好的非标记电流型免疫传感器,用于1-芘丁酸(PBA)的检测。运用扫描电子显微镜对GS-CS复合膜的形貌进行表征。在pH 7.0含10 mmol/L K3Fe(CN)6和0.1 mmol/L KCl的磷酸盐溶液中,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法研究修饰电极表面的电化学性质,并考察了免疫传感器的电化学性能。研究表明,由于石墨烯和壳聚糖的协同作用,GS-CS修饰的玻碳电极在Fe(CN)64-/3-溶液中的峰电流明显增大,有利于提高免疫传感器的灵敏度。在优化实验条件下,电极表面的anti-PAHs抗体固定量显著提高,增强了电极的分子识别性能。由于anti-PAHs抗体-抗原结合物的导电性较差,免疫传感器的峰电流随着待测溶液中PBA浓度的增大而减小,PBA浓度在0.1～80μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.03μg/L。该免疫传感器重现性好、特异性强,用于实际样品的测定,回收率为90%～105%。     

基于透明质酸及硫堇层层自组装的前列腺特异性抗原免疫传感器的研究

将带负电荷的透明质酸(HA)和带正电荷的电子媒介体硫堇(Thi)层层自组装到壳聚糖修饰的玻碳电极表面,利用硫堇上的氨基固定纳米金(nano-Au)并固载前列腺特异性抗体(anti-PSA),制得新型前列腺特异性抗原电流型免疫传感器。通过循环伏安法(CV)、微分脉冲伏安法(DPV)考察了该免疫传感器的电化学特性,并对影响该免疫传感器性能的各种因素进行详细研究。在优化实验条件下,此免疫传感器的线性范围为0.5~4μg/L和4~25μg/L,检出限为0.2μg/L。该免疫传感器具有制备简单、灵敏度高、稳定性好等优点。     

基于双层酶信号放大及纳米功能界面的微囊藻毒素电化学免疫传感器

设计了一种基于纳米复合膜双层酶信号放大的竞争型电化学免疫传感器,用于检测痕量微囊藻毒素-LR(Microcystin-(leucine-arginine),MCLR)。在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上电沉积金纳米粒子形成纳米复合膜,作为MCLR抗体(anti-MCLR)和辣根过氧化物酶(HRP)的固定化载体;引入HRP作为封闭剂或者通过抗体捕获HRP标记的MCLR(HRP-MCLR),起封闭活性位点及协同催化的作用。利用MCLR与HRPMCLR对纳米复合膜所固载抗体活性位点的竞争结合模式,采用微分脉冲伏安法(DPV)测定电极界面上HRP酶催化过氧化氢(H_2O_2)氧化对苯二酚(HQ)产生的还原电流,实现MCLR的定量检测。此传感器具有良好的特异性、稳定性与灵敏度,线性检测范围为0.1~100.0 μg/L,检出限为0.038 μg/L(S/N=3),对实际水样的加标回收率为72.9%~117.3%。     

基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/天青Ⅰ复合物薄膜和纳米金修饰的电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

研制了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)与天青Ⅰ(AzureⅠ)为基体的电化学免疫传感器,可灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。在铂盘电极表面,电化学聚合PEDOT为基体,利用静电组装技术固定AzureⅠ和纳米金颗粒(nanoAus),将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)组装到nanoAus的表面。采用辣根过氧化物酶(HRP)封闭非特异性吸附位点,制得电流型AFP免疫传感器。采用循环伏安、扫描电镜技术研究组装过程及电极性质,探讨了影响免疫传感器性能的因素。在优化实验条件下,电极响应与AFP的浓度在0.01~120μg/L的范围内呈线性关系,检出限为0.003μg/L。取临床血清样品用本方法检测AFP含量,得到的结果与临床常用的ELISA法得到的结果无显著性差异。     

纳米金与磁性纳米复合物构建电流型免疫传感器的研究

制备了易于磁性分离、硫堇(Thi)包覆的四氧化三铁(Fe3O4)纳米复合物。通过静电吸附作用,将萘酚(Nafion)、Thi包覆的Fe3O4复合纳米粒子层层修饰到玻碳电极表面,再利用Thi分子中的氨基吸附纳米金,最后固载甲胎蛋白抗体,从而制得灵敏度高、稳定性好的无试剂电流型甲胎蛋白免疫传感器。实验通过透射电子显微镜(TEM)对该复合纳米粒子进行表征,并用循环伏安法考察了电极的电化学特性。结果表明,Fe3O4/Thi复合纳米粒子修饰的电极在实验过程中呈现出良好的氧化还原活性,其检测范围为0.05～20μg/L,检出限为0.03μg/L。     

基于聚硫堇/亚甲基蓝和纳米金放大的免疫传感器检测贝类毒素大田软海绵酸

采用聚硫堇(PTH)修饰电极为传感界面提供一个生物修饰功能基质膜,借助纳米金(GNPs)的导电性、生物相容性与高比表面积特性实现抗体的有效固定,并以亚甲基蓝(MB)为电子媒介加速电极表面电化学反应的电子传递,构建了一种高灵敏的非标记电化学免疫传感器,用于贝类毒素大田软海绵酸(OA)的检测。当分子结构中含有羧基和酚基的OA与其抗体特异性结合后,生成以阴离子形式存在的抗原-抗体复合物,阻碍了传感器表面电子的传递,导致峰电流下降。利用免疫反应前后峰电流的变化,可对OA进行特异性识别和准确定量。在优化实验条件下,OA浓度的对数在0.2~100μg/L范围内与其峰电流的变化值(ΔI)呈线性相关,线性方程为ΔI=1.721 7+1.083 6lgρ,相关系数为0.992 0,检出限为0.1μg/L。该免疫传感器重现性好、特异性强,用于实际贝类样品的测定,回收率为85.3%~112%。     

多层自组装硫脲和纳米金电流型萘免疫传感器的研究

建立了基于硫脲和纳米金层层自组装技术的无标记、高灵敏电流型免疫传感器,用于萘的检测。利用循环伏安法研究了修饰电极表面的电化学特性以及测试溶液的pH值、孵育时间和温度对免疫传感器性能的影响。实验表明,此免疫传感器在含不同浓度萘抗原的PBS溶液(pH7.4)中37℃下孵育30 min后,在pH7.4的测试底液中测定,响应电流与萘浓度在0.5～100μg/L范围内有良好的线性关系,r=0.9986,检出限为0.08μg/L。此传感器制备简单,灵敏度高,稳定性好,可以重复使用。应用于实际水样中萘的测定,回收率为94.3%～107.0%。     

基于Au纳米颗粒/还原氧化石墨烯C-反应蛋白免疫传感器的研制

采用还原氧化石墨烯-金纳米颗粒(RGO-Au NPs)作为免疫传感器的固定基质,将C-反应蛋白(CRP)抗体固定在玻碳电极表面,用蒽醌二羧酸作为标记物,制成夹心型的CRP免疫传感器。在最优实验条件下,通过示差脉冲伏安法对CRP的含量进行检测。该传感器在0.25~100 ng/m L范围内具有良好的线性关系,检出限为0.08 ng/m L,线性系数为0.997。该传感器为C-反应蛋白的检测提供了一种新的手段。     

微囊藻毒素-LR阻抗型电化学免疫传感器的研究

基于1,6-己二硫醇自组装技术和纳米金吸附作用相结合的方法固定微囊藻毒素抗体,采用循环伏安法及交流阻抗法研究了该修饰电极的电化学性质,并优化了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的测定条件.结果表明,在优化条件下,阻抗变化值与MC-LR标准品质量浓度分别在0.25 ～2.0 μg/L和2.0 ～95 μg/L 范围内呈良好的线性关系,其线性相关系数分别为0.994 4和0.997 2,检出限达0.085 μg/L(S/N=3);电极的重现性及稳定性较好,连续测定12次,相对标准偏差为7.8%;4 ℃下储存60 d后阻抗响应信号无明显变化;应用于饮用水中MC-LR的测定,样品的回收率为93% ～118%;检测时间为15 min.该传感器无需标记、灵敏度高、稳定性好,可用于快速检测饮用水源水中的MC-LR.     

以金纳米颗粒-二氧化钛纳米线阵列为支架的电化学免疫传感的构建及其应用

首先以掺杂氟的二氧化锡导电玻璃为基片,采用水热法制备出二氧化钛纳米线阵列,然后使用电化学沉积法将金纳米颗粒修饰于二氧化钛纳米线阵列表面以增强其导电性和生物相容性.将纳米金-二氧化钛纳米线阵列用作电化学免疫传感器支架,利用纳米金与癌胚抗原抗体之间的静电吸附作用,将包被抗体负载于电极表面制得检测癌胚抗原的电流型免疫传感器.同样,水热法还被用于制备圆柱形二氧化钛纳米棒,以辛二酸双(3-磺基-N-羟基琥珀酰亚胺酯)钠盐为双氨基交联剂,将辣根过氧化物酶和信号抗体一起固定于二氧化钛纳米棒表面作为示踪标记物.扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射分析仪均被用于分析上述材料的结构、形貌和组成.通过夹心型免疫反应,示踪标记物上信号抗体被定量负载于免疫传感器表面.通过一个以过氧化氢为媒介体的辣根过氧化物酶催化反应,差示脉冲伏安法被用于癌胚抗原的定量测定.结果表明,该癌胚抗原免疫传感器线性范围为0.01~120μg/L,检测限为6 ng/L.     

基于酶催化沉积放大的电化学阻抗法用于人免疫球蛋白M的检测

提出了一种基于酶催化沉积放大的电化学免疫分析方法。先通过免疫夹心反应,将酶标抗体(羊抗人IgM-HRP)固定到电极表面。通过HRP催化双氧水氧化3,3′-二氨基联苯胺在电极表面形成不溶性沉积物,从而放大电化学检测信号。实验通过蛋白A实现抗体的定向固定。考察了包被抗体的浓度和包被溶液的pH对抗体固定的影响,以及酶标抗体的用量和沉积时间对免疫分析的影响。传感器信号响应与人免疫球蛋白M(IgM)浓度在2.1~670μg/L范围内具有良好的线性关系;检出限达0.08μg/L。