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Fe3O4@Au磁性纳米粒子修饰丝网印刷电极的微囊藻毒素免疫传感器研究

将核壳型Fe3O4@Au磁性纳米粒子修饰在丝网印刷工作电极表面,再通过纳米金和微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)抗体(anti-MCLR)之间的吸附作用,将抗体固定于电极表面,以牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,制得了检测MCLR的电流型免疫传感器。该传感器基于直接竞争的免疫分析模式,以辣根过氧化物酶偶联的微囊藻毒素(MCLR-HRP)为标记物,用差分脉冲伏安法检测微囊藻毒素,在优化的实验条件下,此免疫传感器响应的峰电流值与微囊藻毒素浓度在0.79～12.9μg/L范围内呈良好的线性关系,检测限为0.38μg/L。对实际水样进行了微囊藻毒素的加标回收实验,回收率在95%～107%之间。此免疫传感器具有测定速度快、灵敏高、携带方便等优点。     

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。     

基于磁性Fe_3O_4/Au-Pt纳米复合物构建甲胎蛋白免疫传感器的研究

制备了磁性Fe3O4/Au-Pt纳米复合物,将该纳米复合物修饰在玻碳电极表面,用牛血清蛋白封闭电极表面非特异性吸附位点。通过循环伏安法对电极的制备过程以及响应性能进行表征。实验结果表明,该修饰电极对甲胎蛋白(AFP)有良好的电流响应,在甲胎蛋白浓度为0.05~1.0ng/mL和1.0~100.0ng/mL两个范围内,分别呈良好的线性,检出限为0.01ng/mL。该免疫传感器制备方法简单,灵敏度较高,有望应用于临床医学中检测人体血清中甲胎蛋白含量。     

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.     

磁性无机-生物复合粒子敏感膜新型电流型免疫传感器的研究

合成了磁性Fe3O4纳米粒子,利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS)进行硅烷化,形成表面带有氨基的磁性Fe3O4纳米复合粒子,再用戊二醛将羊抗人免疫球蛋白G抗体(anti-IgG)固定在该磁性粒子表面,通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制作成免疫传感器。与标记HRP的二抗体anti-IgG结合,以对苯二酚作为电子媒介体,实现对人免疫球蛋白G(IgG)的定量检测。IgG测定线性范围为2.5~400μg/L,检出限为0.75μg/L。该免疫传感器制作简单,成本低,表面更新方便,可用于临床血清检测。     

基于磁性自组装分子印迹传感器测定赤霉素A3

利用共沉淀法合成了磁性Fe3 O4纳米粒子,进一步表面功能化,合成Fe3 O4@Au磁性纳米粒子提高粒子表面的亲和性。在高亲和力的金壳表面自组装L-半胱氨酸-GA3,将其滴涂在磁控玻碳电极表面,电聚合L-半胱氨酸制得对GA3具有特异性识别能力的MIP/Fe3 O4@Au修饰电极。对Fe3 O4@Au磁性纳米粒子的表面形态及粒度分布进行了透射电镜分析,对GA3, MIP及nMIP的结构及成分进行了红外光谱对比分析。利用电化学方法对测试体系的工作条件进行了优化。研究表明,当电聚合圈数为30圈,以乙酸-甲醇(1：8, V/V)作为洗脱液、洗脱时间为5 min、重吸附时间为7 min时,传感器具有较高的稳定性,且对GA3具有较好的识别效果。结果表明,探针离子K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]的氧化峰电流值与GA3浓度在1.0×10-11~1.0×10-8 mol/L范围内呈线性关系,检出限为2.6×10-12 mol/L。此传感器已应用于啤酒中GA3的检测。     

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％.     

新型磁性纳米金修饰过氧化氢生物传感器的研制

利用共沉淀法合成纳米Fe3O4颗粒,将半胱氨酸吸附到纳米Fe3O4微粒表面,借助半胱氨酸的巯基(-SH)对纳米金的强烈吸附,使纳米金自组装到磁性颗粒上,再通过静电吸附作用自组装辣根过氧化酶(HRP),合成了Fe3O4/Cys/Au/HRP纳米复合粒子,最后通过磁力将其修饰到固体石蜡碳糊电极表面,制得新型过氧化氢生物传感器.以对苯二酚作为电子媒介,用计时电流法对H2O2进行测定,线性范围为2.4 X10-3～6.0×10-6mol/L,检出限(S/N=3)为2.5 X 10-6mol/L,响应时间小于10 s.磁性纳米微粒Fe3O4/Cys/Au能够高效地保持HRP的生物活性.该新型传感器已用于实际样品测定.     

苯并噻唑和铁氧化物纳米粒子修饰的磁性棒碳糊电极上肼的电催化氧化反应：同时检测肼和苯酚

开发了一种磁性Fe3O4纳米粒子和2-(3,4-二羟苯基)苯并噻唑(DPB)修饰的磁性棒碳糊电极(MBCPE)用于电化学检测肼.首先将DPB自组装在Fe3O4纳米粒子上,然后将此复合物吸附于设计的MBCPE上. MBCPE电极将磁性纳米粒子吸引到电极表面.所得新型电极具有高的导电性和大的有效比表面积,因而对肼的电催化氧化反应有非常大的电流响应.采用伏安法、扫描电镜、电化学阻抗谱、红外光谱和紫外-可见光谱对修饰电极进行了表征.采用伏安法研究了在磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极上肼的电化学行为.作为电化学传感器, MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极对肼氧化反应表现出极高的电催化活性.在DPB存在下,肼的氧化电势下降,但其催化电流增加.电催化电流与肼浓度在0.1–0.4和0.7–12.0μmol/L二个区间内表现出线性关系,检测限为18.0 nmol/L.另外,研究了MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极同时检测肼和苯酚的性能.伏安实验结果显示,苯酚的线性区域为100–470μmol/L,检测限为24.3μmol/L.采用此电极检测了水样品中的肼和苯酚.     

基于Fe3O4 纳米颗粒修饰膜固定尿素酶与谷脱氢酶的尿素传感器

将Fe3O4纳米粒子吸附于涂有壳聚糖(CH)膜的铟锡氧化物导电玻璃(ITO)上,获得Fe3O4纳米粒子-壳聚糖膜修饰电极,再将脲酶(Ur)和谷氨酸脱氢酶(GLDH)通过静电吸附固定在复合物膜上制备了尿素传感器.运用红外光谱、电子显微镜对传感膜的结构进行了表征;以制备的双酶电极为工作电极,采用微分脉冲伏安法研究了酶电极对尿素的响应,结果表明Ur-GLDH/CH-Fe3O4/ITO生物电极的峰电流对尿素非常敏感,尿素的质量浓度与峰电流分别在5 ～40 mg/L和60 ～100 mg/L范围内呈线性相关,检出限为0.5 mg/L .固定酶的米氏常数Km为0.56 mmol/L,该值较小,表明混合酶(Ur-GLDH)和尿素具有较好的亲和性.在CH-Fe3O4膜中,Fe3O4纳米粒子的引入增加了壳聚糖膜的表面积,增强了电极的电子传递;CH具有生物相容性,有利于保持生物酶活性.     

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。     

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。     

基于聚苯胺-纳米金修饰玻碳电极的研制及其对过氧化氢的催化研究

通过将纳米金固载在聚苯胺(PANI)修饰的玻碳电极(GCE)上而研制出一种新型过氧化氢(H2O2)传感器。首先将苯胺单体电聚合到表面干净的裸GCE上,再将制备好的PANI/GCE浸入纳米金溶胶中,通过静电吸附将纳米金固载于PANI之上。整个制备过程通过扫描电子显微镜(SEM)进行观测。SEM图片显示16nm的纳米金均匀地分散在PANI膜上。被吸附的纳米金对H2O2的还原有良好的电催化活性。在优化的实验条件下,该传感器对H2O2测定的线性范围为1.2μmol/L~0.55mmol/L;检出限为0.35μmol/L(S/N=3)。该传感器具有响应快、灵敏度高、稳定性好的特点。     

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。     

基于石墨烯和金纳米棒复合物的过氧化氢电化学传感器

利用阴离子型聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的带负电荷的还原态石墨烯(GN)与带正电荷的金纳米棒(AuNR)之间的静电吸附,通过层层自组装的方法研制出一种新型过氧化氢(H2O2)传感器。首先将PVP保护的石墨烯(PVP-GNs)吸附到表面干净的裸玻碳电极(GCE)上,再将PVP-GNs修饰的电极浸泡于金纳米棒溶液中,通过静电吸附将金纳米棒负载在PVP-GNs膜之上。以循环伏安及计时安培电流等方法对修饰电极的性质进行了表征。结果表明,制备的PVP-GNs-AuNRs/GCE对H2O2的催化还原显示出好的电催化活性。测定H2O2的线性范围为25～712μmol/L;检出限(S/N=3)为7.5μmol/L。此传感器制作简单,具有响应快、稳定性好、灵敏度高等特点。     

基于Fe_3O_4-Au磁性纳米粒子及碳纳米管修饰电极的对氧磷生物传感器研究

采用化学共沉淀技术制备磁性Fe3O4-Au纳米粒子复合物(Fe3O4-AuNPs),并以此磁性纳米复合物和碳纳米管(CNTs)构建用于快速检测对氧磷的乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器。通过磁力作用将Fe3O4-AuNPs纳米粒子固定在自制的磁铁/玻碳电极(MGCE)上,并以此作为AChE的载体。分别通过X射线衍射、振动样品磁强和透射电镜表征了磁性纳米粒子复合物Fe3O4-AuNPs的成分、磁性及其形貌特征。利用电化学交流阻抗(EIS)、循环伏安法和微分脉冲伏安法(DPV)表征了自制的MGCE修饰电极以及生物传感器(AChE/Fe3O4-AuNPs/CNTs/MGCE)的电化学特征,建立了用该生物传感器微分脉冲伏安法检测对氧磷的方法。在最佳实验条件下,酶抑制率与对氧磷浓度的对数在3.6×10-6~2.9×10-2mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.6×10-7mol/L。用提出的方法对实际水样中的对氧磷进行加标回收实验,回收率为98.0%~107%。     

基于一维DNA组装磁性纳米探针的夹心型安培免疫传感器研究

采用Fe3O4(核)/ZrO2(壳)纳米磁珠(ZMPs)标记待测物识别抗体,并用HRP酶封闭和DNA链接,建立了一类新型的"珠链状"一维磁性纳米探针制备方法。将甲胎蛋白(AFP)一抗固定于纳米金修饰的玻碳电极表面,构建了免疫电极(GCE?AFP Ab1)。基于该电极和上述合成探针,通过双抗体夹心法测定免疫产物上HRP酶对过氧化脲(CP)氧化对苯二酚反应的催化电流,研制了一类基于一维纳米结构组装的夹心型安培免疫传感器。研究表明:此一维纳米结构探针不仅大大增加了酶在电极表面的富集量,成倍扩增了催化电流,显著提高了传感器的灵敏度,而且易于通过外磁场与背景液可控分离,简化了分析步骤,并提高了结果的重复性。此传感器对AFP检测的线性范围为0.01~25 mg/L;检出限达4 ng/L(3σ),并被用于人血清中痕量AFP的测定,结果满意。     

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Cu_2O/氮掺杂石墨烯复合修饰电极对多巴胺的电化学分析研究

本文通过化学还原法制备纳米Cu_2O/氮掺杂石墨烯(NG)复合材料,用于构建一种新型的多巴胺(DA)电化学传感器。采用X射线衍射法和扫描电镜对纳米Cu_2O/氮掺杂石墨烯复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,采用循环伏安法和计时电流法分别研究了DA在纳米Cu_2O/氮掺杂石墨烯复合修饰电极上的电化学行为。结果表明,该修饰电极对DA表现出显著的电催化活性,且DA在修饰电极上的反应受吸附控制。在最佳实验条件下,催化电流与DA的浓度在0.5~700μmol/L之间呈线性关系(r=0.9943),检测限达0.17μmol/L。该修饰电极的选择性高、重复性和再现性好。方法用于实际样品中DA的检测,获得结果较好。