以对苯二甲酸为手臂连接剂的大肠杆菌DNA传感器

将空心球状CdS超声分散于聚乙烯醇(PVA)溶液中, 得到均匀的CdS-PVA复合材料分散液. 取适量分散液滴涂于玻碳电极表面, 晾干得到CdS-PVA修饰电极. 以对苯二甲酸为手臂连接剂, 在CdS-PVA膜上共价固定大肠杆菌特定寡聚核苷酸序列, 构建了一种新型的DNA传感器. 采用电化学阻抗法考察了该传感器的分析性能, 结果表明该传感器能有效区分互补序列、 单碱基错配序列、 三碱基错配序列和完全错配序列, 可在1.0×10^-12～1.0×10^-7 mol/L范围内对大肠杆菌目标序列进行定量分析, 检出限为1.3×10^-13 mol/L. 将该传感器应用于大肠杆菌实际样品的检测, 结果令人满意.     

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。     

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-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C60的合成及在花椰菜花叶病毒启动子DNA传感检测中的应用

通过1,3-偶极[3＋2]环加成反应, 合成了2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C₆₀吡咯烷衍生物(HMP-C₆₀); 采用红外光谱、 紫外吸收光谱、 元素分析和液相色谱-质谱联用技术对产物的化学结构进行了表征. 基于该衍生物具有功能性的含氮和含氧基团, 通过滴涂法将其修饰在玻碳电极表面上, 并以Zr⁴⁺为桥联试剂将探针DNA通过 5′-PO₄^{3 -}组装到HMP-C₆₀修饰电极表面, 构建了基于HMP-C₆₀修饰电极的电化学DNA传感器. 以[Fe(CN)₆]^3-/4-为电活性探针, 对不同修饰电极进行了电化学表征, 并采用电化学交流阻抗法考察了该传感器对花椰菜花叶病毒(CaMV35S)启动子特征片段的分析性能. 实验结果表明, 在1.0×10^-13 ~ 1.0×10^-9 mol/L浓度范围内, 该电化学传感器电子转移阻抗变化值(ΔR_et)与目标序列浓度对数(lgc_S2)呈现良好的线性关系, 检出限为4.0×10^-14 mol/L (S/N=3). 该传感器能有效识别完全互补序列、 碱基错配序列和非互补序列, 表现出良好的选择性.     

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。     

硒化铅纳米粒子DNA电化学传感器检测花椰菜花叶病毒35S启动子基因序列

以水热法合成十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的PbSe纳米粒子。在碳糊电极表面制备的PbSe纳米粒子壳聚糖(CHIT)复合膜上,实现了DNA的固定和杂交,并用循环伏安法和电化学交流阻抗法进行了表征。应用电活性分子亚甲紫(MV)作为杂交指示剂,以微分脉冲伏安法对转基因植物CaMV35S启动子基因片段进行测定,检测范围为5.0×10-11～5.0×10-6mol/L;检出限为1.6×10-11mol/L(3σ)。该传感器能很好地识别DNA互补序列、非互补序列和2碱基错配序列。     

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Nafion-氧化石墨烯复合物/硫堇/纳米金构建过氧化氢传感器的研究

利用Nafion(全氟聚苯乙烯磺酸溶液)-氧化石墨烯复合物、硫堇和纳米金构建了H2O2酶传感器。首先将氧化石墨烯分散在体积分数0.2%Nafion溶液中制得Nafion-氧化石墨烯的复合物,并将其固定在玻碳电极表面,通过静电吸附将带正电荷的硫堇吸附到Nafion-氧化石墨烯复合膜修饰的玻碳电极表面,再利用静电吸附将纳米金修饰于电极上,通过纳米金来固定辣根过氧化物酶从而制得H2O2传感器。用循环伏安法和计时电流法考察该修饰电极的电化学特性。H2O2浓度为5.5×10-6~1.0×10-3mol/L时,酶电极的响应电流值与H2O2的浓度呈良好的线性关系,检出限为1.80×10-6mol/L。     

聚L-半胱氨酸/还原氧化石墨烯/Nafion修饰玻碳电极对芦丁的电化学传感行为研究

本文采用滴涂法制备了还原氧化石墨烯/Nafion溶液修饰玻碳电极(rGO/Nafion/GCE),用电化学聚合法将L-半胱氨酸(L-Cys)聚合在rGO/Nafion/GCE表面,得到Poly-L-Cys/rGO/Nafion/GCE。采用伏安法研究了芦丁在该修饰电极上的电化学行为及其影响因素。结果表明,L-Cys的电聚合圈数对修饰电极的电化学性能具有一定的影响。在最优条件下,芦丁的峰电流与其浓度在2.0×10~(-8)~1.0×10~(-5) mol/L内呈现好的线性关系,检出限(S/N=3)为1.0×10~(-8) mol/L。     

基于石墨烯/DNA/纳米金的无酶葡萄糖传感器研究

本文利用电解剥离法制得石墨烯/DNA复合材料,通过化学还原法将纳米金颗粒固定在石墨烯/DNA复合材料表面制得石墨烯/DNA/纳米金(Gr/DNA/GNPs)复合材料,最终构建了一种基于Gr/DNA/GNPs修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器。通过循环伏安法考察了不同修饰电极在碱性葡萄糖溶液中的电化学行为,并探讨了溶液中OH-离子强度、扫描电位范围及Gr/DNA/GNPs修饰量对传感器响应特性的影响。在优化实验条件下,采用循环伏安法检测葡萄糖的线性范围为8.0×10-5~5.0×10-2mol·L-1,检出限为1.2×10-5mol·L-1(S/N=3)。对2.0×10-3mol·L-1的葡萄糖平行测定5次,其相对标准偏差为3.2%。实验结果表明该传感器具有较高的灵敏度、较好的重现性、稳定性及抗干扰能力。本方法可成功用于人血清样品中葡萄糖含量的测定,回收率为97.4%~102.8%。     

RuO_2/MWNTs纳米复合材料用于无酶型葡萄糖传感器的研究

采用水热合成法在多壁碳纳米管(MWNTs)上负载了Ru O2纳米颗粒,并以Nafion为固定剂将复合材料修饰于玻碳电极的表面,制备了一种新型无酶型葡萄糖传感器。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学方法对复合材料进行表征,发现碳纳米管上的Ru O2为纳米级,分散均匀。该复合材料修饰的电极对葡萄糖响应电流明显,并且受抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的干扰小。采用安培法测定葡萄糖,其线性范围为1.0×10-5~1.2×10-2 mol/L(R2=0.998),灵敏度41.826μA cm-2(mmol/L)-1,检测限2.2×10-5 mol/L(信噪比为3),响应时间5.2 s,具有较好的稳定性。     

基于碳纳米管修饰的DNA电化学传感器用于大肠杆菌基因片段检测

利用全氟代磺酸脂(Nafion)的成膜效应将多壁碳纳米管(MWCNTs)固定在玻碳电极(GCE)上,制得MWCNTs/Nafion/GCE修饰电极。利用MWCNTs上的羧基和大肠杆菌DNA探针上修饰的氨基之间的酰化反应将探针固定在电极上,大肠杆菌目标DNA与固定于电极表面的DNA探针杂交后,电极表面的电子传递电阻变大,从而实现大肠杆菌目标DNA基因片段的测定。通过电化学循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对所制备的传感器的灵敏度和选择性进行表征,在优化条件下,检测大肠杆菌基因片段的线性范围为10 pmol/L～1.0μmol/L,检出限为6.3 pmol/L,相关系数R~2=0.9965。     

血红蛋白-Fe3O4-CaCO3三维生物纳米复合材料的特性及在生物传感中的应用

通过层层自组装的方法,在中性条件下利用静电作用将Fe3O4纳米粒子组装到修饰了高分子聚电解质的CaCO3多孔微米球上。该复合材料具有好的生物相容性、导电性、磁性和稳定性。将血红蛋白酶固定到该复合材料上,进而制备得到血红蛋白(Hb)-Fe3O4-CaO3复合物修饰玻碳电极,并在该修饰电极上实现了Hb与电极之间的直接电化学。该生物传感器对H2O2的还原具有较好的响应,线性范围为3.0×10-6~5.3×10-5 mol/L,检测限为8.9×10-7 mol/L。     

电沉积法制备铁氰化铈/Nafion复合物纳米颗粒及其对多巴胺电催化氧化性能的研究

采用电沉积法沉积铁氰化铈(CeHCF)纳米颗粒,在Nafion修饰的玻碳电极表面电沉积致密的、分散性良好的铁氰化铈纳米粒子。用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对铁氰化铈纳米颗粒的形貌进行了表征。利用循环伏安法(CV)研究了多巴胺在铁氰化铈/Nafion修饰玻碳电极(CeHCF/NF/GCE)表面上的电化学行为。研究表明,CeHCF/NF/GCE对多巴胺具有良好的电催化氧化作用,该传感器对多巴胺在一定浓度下呈良好的线性关系,其线性范围是1.0×10~(-7)~3.4×10~(-4)mol/L。检测限为0.2×10~(-7)mol/L(S/N=3)。     

纳米金/石墨烯复合膜修饰电极检测异烟肼

先采用滴涂法制备了石墨烯修饰电极(GR/GCE),然后采用电化学方法将纳米金沉积于石墨烯表面制备了纳米金/石墨烯复合材料修饰电极(Au NPs/GR/GCE)。研究了异烟肼(isoniazid,INZ)在该Au NPs/GR/GCE上的电化学行为。结果表明,异烟肼在该修饰电极上有良好的电化学响应。在优化条件下,线性扫描伏安法测定异烟肼的线性范围为1.0×10-7~1.0×10-4mol/L,检出限为5.0×10-8mol/L(S/N=3)。用该法测定了异烟肼注射液中异烟肼的含量,结果令人满意。     

基于Nafion/碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器

采用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物修饰玻碳电极,该电极对H2O2具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物包裹的葡萄糖酶电化学生物传感器,该生物传感器对葡萄糖有着良好的电催化作用。应用该传感器对葡萄糖进行了检测,检测线性范围为2.0×10-6～6.0×10-3mol/L,检出限为1.6×10-6mol/L(S/N=3),实验结果表明该传感器具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。对小鼠血清样品中的葡萄糖进行检测,结果令人满意。     

以天青Ⅰ为介体的纳米金颗粒增强的葡萄糖传感器

采用层层自组装的方法和异种电荷互相吸引的原理,将Nafion修饰在金电极上固载带正电荷的天青Ⅰ,并利用天青Ⅰ中的氨基固载纳米金,再通过纳米金将酶固定在金电极表面,制成了葡萄糖传感器.采用循环伏安法和交流阻抗法,研究了金电极表面组装各层之后的电化学特征,以及电极对葡萄糖的电化学催化作用. 结果表明,天青Ⅰ不仅可以固定酶和纳米金,而且还可以在酶和电极之间有效地传递电子.在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为5.1×10-6 ~4.0×10-3 mol/L,检出限(S/N=3)为1.0 μmol/L.该生物传感器显示出较好的稳定性和抗干扰能力,将其用于人体血清中葡萄糖的测定,结果令人满意.     

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.     

纳米金/石墨烯复合膜修饰电极检测异烟肼EI北大核心CSCD

先采用滴涂法制备了石墨烯修饰电极(GR/GCE),然后采用电化学方法将纳米金沉积于石墨烯表面制备了纳米金/石墨烯复合材料修饰电极(Au NPs/GR/GCE)。研究了异烟肼(isoniazid,INZ)在该Au NPs/GR/GCE上的电化学行为。结果表明,异烟肼在该修饰电极上有良好的电化学响应。在优化条件下,线性扫描伏安法测定异烟肼的线性范围为1.0×10-7~1.0×10-4mol/L,检出限为5.0×10-8mol/L(S/N=3)。用该法测定了异烟肼注射液中异烟肼的含量,结果令人满意。     

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。