聚亚甲基蓝和纳米金修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

用循环伏安法在玻碳电极上电聚合一层稳定的亚甲蓝聚合物膜,研究了这层膜在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH7.0)中的电化学性质。用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD)于亚甲蓝修饰的玻碳电极表面,制成了新型葡萄糖生物传感器。实验发现,加入纳米金后提高了酶电极对葡萄糖的电流响应,所制备的传感器具有响应快、灵敏度高、稳定性好,对葡萄糖的线性响应范围为1×10-6~3×10-3mol/L,检出限为5×10-7mol/L。并具有抗尿酸、抗坏血酸干扰的特点。     

天青Ⅰ为电子媒介体金纳米颗粒修饰葡萄糖生物传感器

用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOx)于铂金电极表面,并在葡萄糖溶液中加入天青Ⅰ作为电子媒介体,制成了新型葡萄糖生物传感器。实验证明,葡萄糖氧化酶吸附在纳米金颗粒表面上稳定且保持其生物活性;而电子媒介体的存在,显著提高了传感器的响应灵敏度。该传感器对葡萄糖响应的线性范围为2.5×10-5～7.5×10-3mol/L;检出限为8.5×10-6mol/L(S/N=3)。该生物传感器用于人体血清中的葡萄糖测定,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.     

纳米铂颗粒修饰薄膜金电极的新型葡萄糖传感器研究

在没有引入电子媒介体条件下,为了提高传感器的响应灵敏度,降低工作电位,利用电化学沉积法在薄膜金电极表面修饰纳米铂颗粒,并通过戊二醛固定酶的方法制备了一种新型生物传感器。研究了在薄膜金电极上修饰纳米铂颗粒前后传感器对低浓度葡萄糖的响应影响。结果表明,纳米铂颗粒修饰后所制备的葡萄糖传感器工作电位下降为0.4 V,测定葡萄糖的检出限从100μmol/L下降到10μmol/L。传感器对10~1300μmol/L低浓度葡萄糖的响应灵敏度为50.8 nA/(cm2μmol/L);响应时间30 s;r为0.9974;传感器精密度为2.1%,并具有较好的稳定性。     

基于DNA四面体纳米结构探针的电化学生物传感器检测DNA甲基化

该文以DNA四面体纳米结构探针(TSP)为捕获探针,将辣根过氧化物酶标记的IgG抗体结合在纳米金颗粒表面(AuNPs-IgG-HRP)作为信号分子,构建了一种新型DNA甲基化电化学传感器。利用一步热变性法组装成TSP后,通过Au—S键固定在修饰纳米金颗粒的金电极表面,经过靶标DNA杂交、5-甲基胞嘧啶(5-mc)抗体及AuNPs-IgG-HRP结合后,用差分脉冲伏安法(DPV)进行检测。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对修饰电极的构建过程进行电化学表征。探究了杂交时间、5-mc抗体浓度、IgG-HRP加入体积、氢醌(HQ)和过氧化氢(H2O2)浓度对传感器的影响。在最佳条件下,该传感器对甲基化DNA的线性响应范围为1.0×10-15~1.0×10-10 mol/L,检出限(S/N=3)为4.4×10-16 mol/L。该传感器具有良好的选择性和稳定性,为DNA甲基化检测提供了新方法。     

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。     

以高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体金纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器

用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOx)于铂电极表面,并在葡萄糖溶液中加入高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体,制成了高灵敏的葡萄糖生物传感器.葡萄糖氧化酶吸附在纳米金颗粒表面上稳定且保持其生物活性;而电子媒介体的存在,显著提高了传感器的响应灵敏度.该传感器对葡萄糖响应的线性范围为1.2×10-8～6.2×10-6 mol/L,检出限6.2×10-9 mol/L(S/N=3).该生物传感器有效消除了抗坏血酸、尿酸的干扰,可用于人体血清中葡萄糖的测定.     

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%。     

基于纳米MnO2-MWCNTs复合材料修饰的葡萄糖传感器

采用水热法制备了纳米MnO2,并用红外光谱,X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征。将碳纳米管和纳米MnO2分散在壳聚糖溶液中,用滴涂法固定到玻碳电极表面,制成修饰电极。利用计时电流法对该葡萄糖传感器的性能进行了研究,纳米MnO2-MWCNTs复合物对葡萄糖的氧化有明显的催化作用。在优化的条件下,葡萄糖在5.0×10-5～3.0×10-2mol/L浓度范围内,计时电流与浓度之间呈线性关系,检出限为1.5×10-5 mol/L(S/N=3)。对1.0×10-3 mol/L葡萄糖溶液平行测定8次的相对标准偏差(RSD)为2.1%。该传感器可成功用于葡萄糖注射液中葡萄糖的测定,回收率在96.4%～98.6%之间。     

己硫醇二茂铁复合金纳米粒子修饰电极对多巴胺的催化性能研究

将自行合成的己硫醇二茂铁自组装于金纳米粒子表面,获得己硫醇二茂铁复合金纳米粒子（Au@S（CH2）6Fc）。采用滴涂法将制备的复合纳米粒子固定于玻碳电极表面,制备Au@S（CH2）6Fc修饰电极,采用循环伏安法对修饰电极的电化学性能进行考察。将制备的修饰电极用于对神经递质多巴胺（DA）的催化氧化性能研究。结果表明,该修饰电极对DA具有显著的催化氧化作用,线性范围为1.0×10^-6-2.6×10^-3mol/L,检出限为3.0×10^-7mol/L。     

基于纳米金和硫堇固定酶的过氧化氢生物传感器

在铂电极上自组装一层纳米金(GNs), 构建负电荷的界面, 然后通过金-硫、金-氮共价键合作用和静电吸附作用自组装一层阳离子电子媒介体硫堇(Thio). 再以同样的作用自组装一层GNs和辣根过氧化酶(HRP)的混合物, 最后在电极最外层滴加一层疏水性聚合物壳聚糖(Chit), 由此制备了一种新型的过氧化氢生物传感器. 研究了工作电位、检测底液pH、温度对响应电流的影响, 以及GNs和HRP之间的相互作用, 探讨了传感器的表面形态、交流阻抗、重现性和稳定性. 该传感器的酶催化反应活化能为12.4 kJ/mol, 表观米氏常数为6.5×10^－4 mo/L, 在优化的实验条件下, 所研制的传感器对H₂O₂的线性范围为5.6×10^－5～2.6×10^－3 mol/L, 检出限为1.5×10^－5 mol/L. 应用此方法制备了HRP和葡萄糖氧化酶(GOD)双酶体系葡萄糖生物传感器, 并应用于实验样品葡萄糖含量的测定.     

碳纳米管修饰金电极检测特定序列DNA

利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在表面修饰有羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的金电极表面, 制备新型核酸探针, 可以特异性结合目标单链寡聚核苷酸. 以阿霉素作为嵌合指示剂, 利用示差脉冲法测定杂交的结果. 经过实验条件的优化, 测定DNA浓度在1.0×10^－6～1.0×10^－9 mol/L呈良好的线性关系. 检测限为: 2.54×10^－10 mol/L. 碳纳米管特有的纳米结构对检测结果的放大作用, 提高了该传感器的检测限和灵敏度.     

An Electrochemical Biosensor with Cholesterol Oxidase/ Sol‐Gel Film on a Nanoplatinum/Carbon Nanotube Electrode

The carbon nanotubes decorated nanoplatinum (CNT‐Pt) were prepared using a chemical reduction method and a novel base electrode was constructed by intercalating CNT‐Pt on the surface of a waxed graphite electrode. The results showed that the nano‐particles of platinum at a waxed graphite electrode exhibits high catalytic activity for the reduction of hydrogen peroxide. The cholesterol oxidase (ChOx), chosen as a model enzyme, was immobilized with sol‐gel on the CNT‐Pt base electrode to construct a biosensor. The current response of the biosensor for cholesterol was very rapid (<20 s). The linear range for cholesterol measurement was 4.0×10^?6 mol/L ?1.0×10^?4 mol/L with a detection limit of 1.4×10^?6 mol/L. The experiments also showed that the ChOx/sol‐gel/CNT‐Pt biosensor was sensitive and stable in detecting cholesterol in serum samples.     

基于金纳米棒-壳聚糖复合膜的葡萄糖生物传感器

本文采用金纳米棒-壳聚糖复合膜固定葡萄糖氧化酶构建电流型葡萄糖生物传感器.通过电化学交流阻抗法和循环伏安法对酶膜状态进行了表征,得到了相应的等效电路和动力学参数.实验结果表明,金纳米棒-壳聚糖复合膜可以辅助电子传递,提高电极的电流响应,并使生物传感器的使用温度范围有很大的扩展.此传感器表现出对葡萄糖溶液浓度的优良响应,线性范围在2.78×10^-5mol/L—2.22×10^-3mol/L,响应灵敏度约为7.819μA·cm^-2(mmol/L)^-1,表观米氏常数为10mmol/L.本工作还研究了温度和溶液pH值对电极电流响应的影响.     

层层自组装纳米金与乙酰胆碱酯酶电化学生物传感器检测有机磷农药

采用层层自组装技术制备了快速检测有机磷农药的生物传感器,利用带正电荷的高分子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)将乙酰胆碱酯酶(AChE)和金纳米粒子(AuNPs)通过静电力逐层固定到玻碳电极(GCE)表面,并采用交流阻抗和微分脉冲伏安法研究了此生物传感器的电化学行为。由于金纳米粒子优异的电催化性能和良好的生物相容性,使固定化的乙酰胆碱酯酶对其底物具有更高的亲和力和更快的响应速度。实验结果表明:修饰金纳米粒子后,传感器的氧化电流明显增大,在4.6×10-5～5.3×10-3mol/L范围内,固定化酶的抑制率与甲基对硫磷浓度的对数成正比,检出限为7.6×10-6mol/L。该生物传感器具有制备方法简便、成本低、灵敏度高等优点,已成功用于蔬菜样品中甲基对硫磷含量的测定。     

Mediator-free amperometric determination of glucose based on direct electron transfer between glucose oxidase and an oxidized boron-doped diamond electrode

A mediator-free glucose biosensor, termed a “third-generation biosensor,” was fabricated by immobilizing glucose oxidase (GOD) directly onto an oxidized boron-doped diamond (BDD) electrode. The surface of the oxidized BDD electrode possesses carboxyl groups (as shown by Raman spectra) which covalently cross-link with GOD through glutaraldehyde. Glucose was determined in the absence of a mediator used to transfer electrons between the electrode and enzyme. O₂ has no effect on the electron transfer. The effects of experimental variables (applied potential, pH and cross-link time) were investigated in order to optimize the analytical performance of the amperometric detection method. The resulting biosensor exhibited fast amperometric response (less than 5 s) to glucose. The biosensor provided a linear response to glucose over the range 6.67×10⁻⁵ to 2×10⁻³ mol/L, with a detection limit of 2.31×10⁻⁵ mol/L. The lifetime, reproducibility and measurement repeatability were evaluated and satisfactory results were obtained.     

Enzyme biosensor based on the immobilization of HRP on SiO<Subscript>2</Subscript>/BSA/Au composite nanoparticles

In this work, an enzyme biosensor based on the immobilization of horseradish peroxidase (HRP) on SiO₂/BSA/Au/thionine/nafion-modified gold electrode was fabricated successfully. Firstly, nafion was dropped on the surface of the gold electrode to form a nafion film followed by chemisorption of thionine (Thi) as an electron mediator via the ion-exchange interaction between the Thi and nafion. Subsequently, the SiO₂/BSA/Au composite nanoparticles were assembled onto Thi film through the covalent bounding with the amino groups of Thi. Finally, HRP was immobilized on the SiO₂/BSA/Au composite nanoparticles due to the covalent conjugation to construct an enzyme biosensor. The surface topographies of the SiO₂/BSA/Au composite nanoparticles were investigated by using scanning electronic microscopy. The stepwise self-assemble procedure of the biosensor was further characterized by means of cyclic voltammetry and chronoamperometry. The enzyme biosensor showed high sensitivity, good stability and selectivity, a wide linear response to hydrogen peroxide (H₂O₂) in the range of 8.0 × 10^-6 ∼ 3.72 × 10^-3 mol/L, with a detection limit of 2.0 × 10^-6 mol/L. The Michaelies-Menten constant K_M^app K_M^{app} value was estimated to be 2.3 mM.     

Amperometric Biosensor for Detection of Phenolic Compounds Based on Tyrosinase,N‐Acetyl‐L‐cysteine‐capped Gold Nanoparticles and Chitosan Nanocomposite

A novel biosensor was fabricated based on the immobilization of tyrosinase and N ‐acetyl‐L ‐cysteine‐capped gold nanoparticles onto the surface of the glassy carbon electrode via the film forming by chitosan. The NAC‐AuNPs (N ‐acetyl‐L ‐cysteine‐capped gold nanoparticles) with the average size of 3.4 nm had much higher specific surface area and good biocompatibility, which were favorable for increasing the immobilization amount of enzyme, retaining the catalytic activity of enzyme and facilitating the fast electron transfer. The prepared biosensor exhibited suitable amperometric responses at −0.2 V for phenolic compounds vs. saturated calomel electrode. The parameters of influencing on the working electrode such as pH , temperature, working potential were investigated. Under optimum conditions, the biosensor was applied to detect catechol with a linear range of 1.0 × 10⁻⁷ to 6.0 × 10⁻⁵ mol•L⁻¹ , and the detection limit of 5.0 × 10⁻⁸ mol•L⁻¹ (S /N =3). The stability and selectivity of the proposed biosensor were also evaluated.     

介孔炭/纳米金修饰玻碳电极的制备及其应用研究

制备了介孔炭/纳米金修饰玻碳电极,并对对苯二酚(HQ)在该修饰电极上的电化学行为进行了研究。与HQ在纯介孔炭材料修饰玻碳电极上的电化学响应相比,HQ在该修饰电极上的氧化峰和还原峰电流均大大增加,表明纳米金与介孔炭复合后对HQ具有良好的催化作用。HQ在该修饰电极上经过富集后,峰电流明显增大。采用循环伏安法对HQ电化学行为进行研究,结果表明,HQ在3.0×10-8~1.0×10-6mol/L和1.0×10-6~1.0×10-4mol/L浓度范围内与峰电流呈良好的线性关系,据此建立了检测HQ的电化学分析方法。该方法的相对标准偏差为0.69%,检出限(S/N=3)为1.0×10-8mol/L,具有较高的稳定性和灵敏度。     

Xanthine Biosensor Based on Didodecyldimethylammonium Bromide Modified Pyrolytic Graphite Electrode

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