基于铜离子介导的金银双金属纳米簇荧光探针检测草甘膦

基于铜离子(Cu²⁺)与巯基十一烷酸保护的金银双金属纳米簇(AuAgNCs@11-MUA)表面羧基以及草甘膦之间的竞争结合作用,构建了一种简单、灵敏的“turn-on”荧光方法用于草甘膦的定量检测。Cu²⁺可与AuAgNCs@11-MUA表面的羧基结合,导致其荧光猝灭;而Cu²⁺与草甘膦之间具有更强的配位能力,二者预先混合时,可阻断Cu²⁺与AuAgNCs@11-MUA之间的相互作用,体系的荧光处于“turn-on”状态,由此可实现对草甘膦的定量分析。在最优实验条件下,即体系pH=7.0、Cu²⁺和草甘膦孵育2 min,检测草甘膦的线性范围为0.025～1.0μg/mL,检出限(S/N=3)为8 ng/mL。以Cu²⁺和草甘膦为输入信号,构建了蕴涵分子逻辑门。本方法具有选择性好、响应速度快和灵敏度高等优点,可用于实际水样中草甘膦的检测。     

孔隙结构可调的Cu2O球状纳米结构及其NO2气体传感性质

报道在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的协助作用下,通过简单调节OH^-离子的浓度及Cu²⁺的释放速度,将Cu₂O调节为具有不同空腔特征(介孔、空心及实心)结构的纳米球.研究表明, OH^-根离子的扩散动力学是决定产物结构的关键因素.当[OH^-] > 0.05 mol·L^-1时,高的化学势使其迅速扩散到PVP胶团内部,与吸附在PVP链上的Cu²⁺反应形成Cu(OH)₂,在抗坏血酸(Vc)的还原作用下经过重结晶得到Cu₂O实心球纳米结构;当[OH^-] < 0.025 mol·L^-1时,其扩散速度下降,首先与吸附在PVP胶团外部的Cu²⁺反应形成Cu(OH)₂, Cu(OH)₂的形成阻碍了OH^-离子的向内扩散,形成具有较大空腔(~220 nm)的空心球;当0.025 mol·L^-1 < [OH^-] < 0.05 mol·L^-1时,形成较小空腔(30-60 nm)的空心球.以NH₃水为OH^-缓释源时,虽然OH^-浓度较低,但同时Cu²⁺的浓度也低,胶团外部形成的Cu(OH)₂不足以阻碍OH^-离子的向内扩散,反应过程中NH₃的释放及较低的OH^-浓度阻碍了重结晶的发生,从而形成Cu₂O介孔纳米球.对三种典型结构特征的产物进行了NO₂气体传感性质研究,结果表明, Cu₂O介孔纳米球相比空心结构和实心结构具有更为优异的响应性.结合比表面积数据,我们认为介孔纳米球疏散的结构有利于NO₂气体的扩散和O₂的吸附,从而表现出了更灵敏的气体传感性.     

基于Cu2+和双环己酮草酰二腙的比色免疫分析用于测定癌胚抗原

基于Cu²⁺与双环己酮草酰二腙(BCO)的显色体系构建比色免疫传感器，并用于癌胚抗原(CEA)定量分析，满足临床检测肿瘤的要求。在磁珠表面通过抗原抗体之间的特异性结合，构建三明治型免疫复合物，通过CuO与抗体的结合实现信号转导。酸性条件下CuO可被分解为Cu²⁺, Cu²⁺与BCO在弱碱性条件下发生络合，溶液由无色变为蓝色，且溶液吸光度值与CEA浓度的对数呈线性正相关。最佳条件下，该免疫分析法的线性检测范围为0.1～40 ng/mL，检出限为0.02 ng/mL。     

基于AuNPs/PDDA-GO纳米复合物的电化学免疫传感器的构建及对SirT1蛋白的检测

基于AuNPs/PDDA-GO纳米复合物制备了一种新型电化学免疫传感器, 并将其用于SirT1的检测. 首先, 在电极表面修饰复合材料AuNPs/PDDA-GO, 然后将目标蛋白SirT1固定到修饰了AuNPs/PDDA-GO的电极表面, 再通过特异性免疫反应结合一抗(Ab₁)和辣根过氧化酶标记的二抗分子(HRP-Ab₂), 最后用示差脉冲伏安法检测电流信号, 实现了对SirT1蛋白水平的测定. 在优化的实验条件下, SirT1蛋白的浓度在0.1~100 ng/mL范围内与响应电流呈良好线性关系, 检出限为0.029 ng/mL.     

基于姜黄素负载的上转换纳米传感体系测定生物样品中的铜离子

通过高温共沉淀法制备了发光效率高、形貌规则、粒径均一的上转换纳米粒子；采用反相微乳法合成二氧化硅壳层(SiO₂)，实现上转换纳米粒子从油相到水相的转移；将介孔二氧化硅壳层(mSiO₂)包覆在上转换纳米粒子表面，荧光响应分子姜黄素被负载在m SiO₂的孔道中。基于荧光共振能量转移的原理，构建“Turn on”纳米传感体系，并用于Cu²⁺的检测，检测线性范围为10～50μmol/L，检出限为0.5μmol/L。本方法可实现大鼠血清样品中Cu²⁺的检测。     

Cu0-Fe3O4@壳聚糖微球的制备及其对染料污染物的催化氧化

采用Fe²⁺以及Cu²⁺与壳聚糖形成的双金属络合物作为前驱体溶液,一步成球后通过水热法制得Cu⁰-Fe₃O₄@壳聚糖微球。表征结果证明,Cu⁰以及Fe₃O₄均以纳米尺寸均匀镶嵌在壳聚糖微球中。当此壳聚糖微球投加量为0.5 g/L, H₂O₂投加量为40 mmol/L时,对初始浓度为20 mg/L的活性红73在60 min中内的脱色效率可达99%,且在pH 3.0～9.0范围内均能维持较高的效率。纳米Cu⁰在有氧条件下表面易形成Cu₂O层,不仅能够活化H₂O₂产生·OH,还可提供电子加快Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)之间的循环,使类芬顿反应高效进行。     

Cu0/Cu2+修饰Ti3C2Tx二维材料用于电催化还原二氧化碳

以Ti₃AlC₂和CuCl₂·2H₂O为前驱体,成功制备了Cu⁰纳米颗粒修饰和Cu²⁺自插层的手风琴状二维催化剂Cu⁰/Cu²⁺-Ti₃C₂T_x,用于电催化还原CO₂。对材料的电化学性能进行了测试,结果表明,在CO₂饱和的0.5 mol/L KHCO₃电解液中,与原始的Ti₃AlC₂相比,Cu²⁺/Cu⁰-Ti3C2Tx催化剂电催化CO₂转化为乙烯(C₂H₄)的起始电位从-0.65 V(vsRHE)降至-0.01 V(vs RHE),最大电流密度从0.19 mA/cm²增至2.50 mA/cm²     

稀土上转换发光材料标记抗体的制备及在免疫组化中的应用

采用微波辐射法合成了具有上转换发光特性的六方相纳米粒子NaGdF₄: Yb³⁺,Er³⁺(UCNPs), 其晶粒大小约为65 nm, 且粒子在980 nm的激发光下显示绿光(550 nm). 进一步在NaGdF₄: Yb³⁺,Er³⁺纳米晶的表面包覆了一层二氧化硅层, 进行氨基功能化后获得了表面共价结合氨基基团的粒径为70 nm的上转换发光纳米微球NaGdF₄: Yb³⁺,Er³⁺@SiO₂-NH₂(UCNPs@SiO₂-NH₂). 通过共价键将UCNPs@SiO₂-NH₂与多克隆抗体免疫球蛋白联接, 将标记后的多克隆抗体应用于传统的免疫组化检测子宫内膜腺细胞中基质金属蛋白酶组织抑制剂-4(TIMP-4)蛋白的表达. 结果表明, 微波合成的稀土上转换发光纳米材料形貌规则且粒径均一, 包覆硅壳后材料具有良好的分散性和水溶性, 荧光强度高且稳定, 在980 nm激发光下对生物组织无背景荧光, 可以很好地检测组织中蛋白质的表达.     

基于荧光聚合物-氧化铁磁性纳米复合材料的汞离子探针

将端炔取代的共轭聚合物（P）与叠氮硅烷包覆的氧化铁磁性纳米微球（Fe₃O₄@Si-N₃）通过click反应共价连接，制备出了一种双功能的荧光-磁性纳米复合材料Fe₃O₄@Si@P。此纳米材料的荧光信号能够被I^-特异地淬灭。再利用Hg²⁺和I^-之间的强络合作用，可将I^-从Fe₃O₄@Si@P/I^-复配体系中脱离，从而使Fe₃O₄@Si@P的荧光信号恢复。Fe₃O₄@Si@P/I^-复配体系对Hg²⁺的检出限为0.19μmol/L。Fe₃O₄@Si@P可作为一种检测Hg²⁺的可逆型荧光-磁性纳米复合材料。     

聚硫堇为探针与固定化载体的适配体传感器用于双酚A的检测研究

研制了一种简单和灵敏地检测环境激素双酚A(BPA)的电化学适配体传感器。首先在玻碳电极(GCE)表面采用电沉积法沉积一层多孔纳米金(NP-Au),再采用电聚合法将硫堇(TH)和适配体(APT)一步聚合到电极表面,以聚硫堇(PTH)作为电化学探针和APT的固定化载体,以牛血清白蛋白(BSA)抑制非特异性吸附,构筑GCE/NP-Au/PTH+APT/BSA传感器。采用差分脉冲伏安法对该传感器的电化学性能进行探究,发现双酚A在10.0 fg/mL~1.0 ng/mL浓度范围内有较好的信号响应,检出限为5.3 fg/mL。以GCE/PTH+APT/BSA传感器作为对照,其对双酚A在10.0 fg/mL~1.0 ng/mL浓度范围内呈线性关系,检出限为9.0 fg/mL。结果表明多孔纳米金的引入可有效提高传感器的灵敏度。GCE/NP-Au/PTH+APT/BSA传感器具有选择性高和检出限低等优点。     

聚丙烯酸控制合成的聚合物/二氧化硅复合纳米球

以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APMS)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 与阴离子聚合物聚丙烯酸(PAA)链之间通过S^-N⁺-I^-机理组装合成了聚丙烯酸-二氧化硅(PAA/SiO₂)复合纳米球. SEM, TEM, TG和FTIR表征结果表明, 合成的纳米球是聚丙烯酸和二氧化硅复合物, 平均直径约为80 nm. 在合成PAA/SiO₂复合纳米球的体系中, 加入不同量的有机溶剂THF能够调控复合球的尺度.     

基于Fe3O4@Au复合纳米粒子标记抗体的电化学免疫方法用于水体中大肠杆菌的检测

合成了Fe₃O₄@Au复合纳米粒子作为辣根过氧化酶标记抗体的载体, 并将该复合纳米粒子标记物应用于电化学放大免疫分析. 将电子媒介体硫堇聚合在玻碳电极表面, 以纳米金作为固定大肠杆菌抗体的基底, 通过辣根过氧化酶催化溶液中H₂O₂产生的电流信号来测定大肠杆菌. 实验结果表明, 该方法对水体中大肠杆菌检测的线性范围为50～1×10⁵ cfu/mL, 检出限为20 cfu/mL. 对过富集后的实际水样进行测定, 该法结果表明, 对水体中大肠杆菌的检测灵敏度达到2 cfu/mL.     

基于纳米生物条形码和杂交链式反应构建电化学生物传感器用于蛋白激酶活性分析

该文结合纳米生物条形码和杂交链式反应(HCR)双重信号放大策略构建了一种电化学生物传感器用于蛋白激酶A(PKA)的活性分析。以MoS₂/AuNPs纳米复合材料作为玻碳电极修饰材料，半胱氨酸修饰的底物肽链通过Au-S键自组装到修饰电极表面。当存在目标物PKA时，底物肽链被磷酸化，可与纳米生物条形码(S1-AuNPs-Ab)特异性结合，以S1-AuNPs-Ab探针中S1链作为引发链，可诱导发夹DNA(H1和H2)发生杂交链式反应。HCR产物吸附亚甲基蓝(MB)电活性分子，产生放大的电化学响应信号，实现对PKA活性的定量分析。该电化学传感器检测PKA的线性范围为10^-3～20 U/mL，检出限(S/N=3)为3×10^-4 U/mL。构建的电化学传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性，可用于实际样品细胞裂解液中PKA的活性测定和蛋白激酶抑制剂的筛选及激酶相关药物的发现。     

ZnMoO4/芦荟衍生多孔碳的化学共沉淀法制备及催化性能

通过两步活化和化学共沉淀法分别制备了芦荟衍生多孔碳(aloe-derived porous carbon,APC)、ZnMoO₄和ZnMoO₄/APC催化剂,并研究了3种催化剂作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)对电极时在D35/Y123染料和Cu²⁺/Cu⁺体系中的电化学特性和光伏性能。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N₂吸附-脱附测试表征了APC、ZnMoO₄和ZnMoO₄/APC的微观结构、化学成分、比表面积和孔结构。结果表明:APC为多孔网络结构,比表面积为1439 m²·g^-1,ZnMoO₄纳米颗粒均匀嵌入或分散在APC表面。ZnMoO₄/APC在D35或Y123染料和Cu²⁺/Cu⁺电解液的DSSC中,分别获得了3.97%和3.72%的光电能量转化效率(power conversion efficiency,PCE),高于同等条件下的APC(2.72%,2.61%)、ZnMoO₄(1.24%,1.08%)和Pt电极(2.86%,2.80%)的PCE。     

新型纳米二氧化钛的制备、表征及其在甲胎蛋白免疫传感器中的应用

以猪皮胶原和硫酸钛为原料,经过鞣制反应高温煅烧后,制得纳米二氧化钛（TiO₂）。基于静电吸附作用,将制备的二氧化钛（TiO₂）与壳聚糖（Chitosan）纳米复合物固定在金电极上,利用壳聚糖上丰富的氨基吸附纳米金颗粒,最后吸附甲胎蛋白抗体,从而成功制得甲胎蛋白免疫传感器。通过紫外可见光谱（UVVis）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）对纳米二氧化钛粒子进行表征。在最优实验条件下,该免疫传感器对AFP的线性检测范围为0.01¹00 ng/mL,相关系数为0.998 2,检出限为0.003ng/mL。     

一种基于多羧基荧光共轭聚电解质的氨基酸检测新方法

基于多羧基荧光共轭聚电解质PPE-(COOK)₄, 发展了一种检测半胱氨酸(Cys)和组氨酸(His)的简便方法. 该方法以PPE-(COOK)₄与Cu²⁺所构成的猝灭体系为基础, 当体系中存在半胱氨酸或组氨酸时, PPE-(COOK)₄/Cu²⁺体系的荧光恢复, 从而实现对上述氨基酸的测定. 由于PPE-(COOK)₄具有类似四乙酸乙二胺(EDTA)的螯状侧链结构, 使其在磷酸盐缓冲液(PBS, 10 mmol/L, pH=7.4)中对Cu²⁺具有超高的灵敏度和选择性, 因此可以借助各种金属掩蔽离子来提高氨基酸检测的特异性. 实验结果表明, 在PPE-(COOK)₄/Cu²⁺体系中引入Ni²⁺或Hg²⁺后, 可分别实现对半胱氨酸和组氨酸的特异性检测, 线性范围分别为1~5和0.5~2.5 μmol/L, 检出限分别为0.15和0.04 μmol/L.     

基于牛血清白蛋白功能化金纳米棒的荧光探针测定Hg2+

建立了一种以牛血清白蛋白功能化的金纳米棒(BSA-Cys-GNRs)为荧光探针检测Hg²⁺的新方法。以半胱氨酸作为连接臂成功将牛血清白蛋白修饰在金纳米棒表面,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱和荧光倒置显微镜等多种分析方法对材料进行表征。研究发现,在295nm波长光激发下,BSA-Cys-GNRs探针在338nm显示强荧光,而Hg²⁺能够有效地猝灭BSA-Cys-GNRs的荧光。对一系列影响猝灭效果的因素进行考察,得出pH 4.0、孵育时间5.0min为最佳检测条件。Mn²⁺、K⁺、Ni²⁺、Na⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Al³⁺和Zn²⁺对BSA-Cys-GNRs的荧光信号没有明显的影响。当Hg²⁺的浓度为0.04444~8.888μmol·L^-1时,荧光猝灭效率与Hg²⁺的浓度之间存在良好的线性关系,检测限为8.08nmol·L^-1。将该方法用于环境水样中Hg²⁺的检测,回收率为98.9%~105.0%。     

乙二胺杂化锗酸锌纳米带的绿色合成及其对铀酰离子的吸附与检测

该文采用水热法合成了一种新型乙二胺杂化的锗酸锌纳米带(NH₂-Zn₂GeO₄ NRs),并用于铀酰离子(UO₂²⁺)的检测和吸附。利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及荧光光谱等对纳米带的结构及其光学特性进行了表征。结果表明NH₂-Zn₂GeO₄ NRs表面含有大量的—Ge—O—H和—NH₂基团,为UO₂²⁺的检测和吸附提供了丰富的结合位点。此外NH₂-Zn₂GeO₄ NRs可高效、高选择性地吸附和检测UO₂²⁺,其对UO₂²⁺的吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附量为190 mg...     

离子液体中铜纳米粒子膜的电沉积制备及表面增强拉曼光谱

采用恒电位方法研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF₄)中氧化铟锡(ITO)电极表面Cu的沉积过程. 结果表明, Cu²⁺在ITO表面经中间产物Cu⁺还原为Cu. 采用XRD和SEM对不同电位下沉积层的组成和结构进行了考察. 结果表明, 表面组成和结构与沉积电位有关. 在较正电位下沉积所得为Cu/Cu₂O的混合纳米粒子; 在较负电位下为Cu纳米粒子. 随着沉积电位逐渐变负, 其形貌经历了花状、 棒状向球形纳米粒子转变的过程, 且所得沉积膜逐渐变得致密, 其中Cu纳米粒子膜表现出较强的表面增强拉曼散射(SERS)活性, 并且SERS信号均一.     

基于金属-有机骨架Fe-MIL-88NH2的凝血酶适体传感器

合成了一种含氨基的金属-有机骨架材料Fe-MIL-88NH₂, 并研制一种基于Fe-MIL-88NH₂的适用于快速检测凝血酶的三明治型适体传感器. 以掺杂金纳米颗粒的共价有机框架材料Au NPs@COF-LZU-8复合材料作为固定基质固定凝血酶适体Ⅰ, 凝血酶与适体Ⅰ特异性结合后, 再与通过戊二醛交联制得的凝血酶适体Ⅱ(Apt)-Fe-MIL-88NH₂复合物结合, 采用差分脉冲伏安法直接检测标记物Fe-MIL-88NH₂中铁离子(Fe³⁺)的还原峰电流. Fe-MIL-88NH₂中Fe³⁺的电流响应值与凝血酶浓度在0.5~200 ng/mL范围内呈正比, 线性相关系数为0.987, 检测限为0.167 ng/mL. 该传感器简化了实验步骤, 扩大了MOFs的应用范围, 为设计生物传感器开辟了新思路.