采用电活性标记物N-(2-乙基-二茂铁)马来酰亚胺检测与表面固定的 一致性双链DNA特异性作用的p53蛋白质

建立了电化学检测表面固定捕获的野生型p53蛋白质的方法. 首先在金电极表面形成巯基化的单链DNA探针/己硫醇(HT)混合自组装膜, 随后巯基化的单链DNA探针与溶液中序列匹配的靶点DNA杂交, 所形成的一致性双链DNA捕获溶液中的野生型p53蛋白质. p53分子表面的半胱氨酸残基采用巯基特异性试剂N-(2-乙基-二茂铁)马来酰亚胺(Fc-Mi)进行衍生. 通过检测二茂铁的电化学信号来指示p53与一致性双链DNA之间的特异性相互作用. p53蛋白质与双链DNA的键合程度取决于双链DNA的序列. 该方法可检测的p53最低浓度为1.33 nmol•L－1.     

抗体和寡核苷酸双标记纳米金生物探针的制备及生物学特性

纳米金通过静电吸附抗体, 与寡核苷酸共价结合制备双标记纳米金生物探针, 比较了双标记纳米金生物探针和单标记抗体IgG或ss-DNA的稳定性和反应性. 结果表明, 在水溶液中纳米金由于ss-DNA的结合使IgG抗体的吸附能力明显改善, IgG的吸附也影响二硫苏糖醇(DDT)对ss-DNA的解离作用. 双标记纳米粒上覆盖(50±15)条ss-DNA和(10±2)条IgG, 较单标记ss-DNA纳米金上的(70±15)条要少. 斑点免疫和杂交实验证明, 纳米金表面标记的IgG和ss-DNA具有良好生物学活性. 双标记纳米金生物探针在超微量蛋白质的检测中具有应用价值.     

纳米探针芯片技术用于微量乙肝病毒DNA的检测

利用两组探针修饰的微粒:(1)表面标记有可与待测乙肝病毒(HBV) DNA另一端结合的纳米金探针1(信号探针)以及可与信号探针部分结合的纳米金探针2(检测探针);(2)表面标记有可与待测HBV DNA一端结合的磁珠探针(捕捉探针1).检测靶HBV DNA时,磁珠探针与信号探针在液相中可分别与HBV DNA靶序列一端结合最终形成三明治样结构.再以磁场将三明治样复合物从反应液中分离,以DTT溶液将信号探针从纳米金颗粒上洗脱.洗脱后的信号探针数量反映靶基因的多寡,信号探针一段与预先点样的基因芯片上的捕捉探针2结合,检测探针与信号探针另一段相结合,最后用银染液将检测探针显色从而得到靶目标DNA相对定量信息.结果表明,本检测方法的检测灵敏度达到10-15 mol/L水平.检测时间少于1.5 h,检测结果与HBV DNA水平呈现较好的线性关系且无假阳性结果;本方法有望用于乙肝病人血清中HBV DNA的快速筛测及其它微生物基因的检测.     

纳米金探针检测Hg 2+离子

利用Hg2＋的核酸适体修饰纳米金形成探针建立了一种定量检测Hg2＋离子的方法. Hg2＋适体吸附在纳米金表面, 使纳米金的稳定性增强, 抑制氯化钠对纳米金的团聚作用. 溶液中有Hg2＋离子存在时, 由于适体与纳米金的吸附作用小于适体与Hg2＋离子的亲和作用, 纳米金失去适体保护在氯化钠作用下发生团聚. 溶液颜色由红变蓝, 紫外-可见光谱最大吸收峰由520 nm红移至620 nm. 在优化条件下, 吸光度的比值(A620/A520)与Hg2＋离子浓度在5.0×10－9～7.2×10－7 mol&;#8226;L－1范围内呈线性关系, 检测限可达3.3×10－10 mol&;#8226;L－1. 研究了K＋, Ca2＋等常见离子的干扰, 结果表明该方法具有良好的选择性.     

纳米金探针检测Hg 2+离子

利用Hg2＋的核酸适体修饰纳米金形成探针建立了一种定量检测Hg2＋离子的方法. Hg2＋适体吸附在纳米金表面, 使纳米金的稳定性增强, 抑制氯化钠对纳米金的团聚作用. 溶液中有Hg2＋离子存在时, 由于适体与纳米金的吸附作用小于适体与Hg2＋离子的亲和作用, 纳米金失去适体保护在氯化钠作用下发生团聚. 溶液颜色由红变蓝, 紫外-可见光谱最大吸收峰由520 nm红移至620 nm. 在优化条件下, 吸光度的比值(A620/A520)与Hg2＋离子浓度在5.0×10－9～7.2×10－7 mol•L－1范围内呈线性关系, 检测限可达3.3×10－10 mol•L－1. 研究了K＋, Ca2＋等常见离子的干扰, 结果表明该方法具有良好的选择性.     

DNA-纳米多孔羟基磷灰石修饰电极用于研究DNA与亚甲基蓝的相互作用

利用溶胶-凝胶法将具有优良生物相容性和独特吸附性的羟基磷灰石(HAp)修饰在玻碳电极上形成纳米多孔薄膜. 电化学实验结果证明该纳米多孔羟基磷灰石薄膜能有效地将双链DNA吸附于其表面. 采用循环伏安法系统研究了固定在HAp薄膜上的DNA与亚甲基蓝(MB)之间的相互作用. 实验结果表明, 在20～200 mV•s^－1扫描速度范围内该电极反应过程系表面反应控制; 在pH 6.0～7.4范围内, MB在DNA修饰电极上的峰电位随pH的增加而向负方向移动; 当磷酸盐缓冲溶液中的离子强度小于59 mmol•L^－1时, MB与DNA之间为静电作用, 当离子强度大于59 mmol•L^－1时, 二者之间既有静电作用, 也有部分嵌入作用. 根据Langmuir吸附公式, 得出MB与DNA之间的结合常数为4.2×10⁴ mol^－1•L.     

ss-DNA在纳米金上固载和杂化的电化学传感研究

将2-氨乙基硫醇(AET)固载到玻碳电极(GCE)表面,进而化学吸附纳米金(NG),并在纳米金上固载ss-DNA得到ss-DNA/NG/AET/GCE,以Co(bpy)₃³⁺为电化学指示剂可以识别研究ss-DNA的杂化反应.结果表明,纳米金能使固载其上的ss-DNA发生部分变性而结合Co(bpy)₃³⁺,但用pH7.0的磷酸缓冲液浸泡可基本上避免这种变性,并明显提高杂化反应的识别能力.结合在ds-DNA/NG/AET/GCE上的Co(bpy)₃³⁺的峰电流与扫速的线性关系可保持到80mV/s.与电沉积法固载纳米金相比较,本电极更稳定和可靠.     

双重信号放大的乙酰胆碱酯酶电化学传感器检测有机磷农药

基于生物催化纳米金的生成和纳米金粒子电催化银沉积实现两次信号放大的原理,构建了一种快速、灵敏的乙酰胆碱酯酶电化学传感器,用于检测有机磷农药。固定在金电极表面的乙酰胆碱酯酶催化底物氯化乙酰硫代胆碱产生硫代胆碱,硫代胆碱还原氯金酸生成纳米金,将电极置于1.0 mol/L NH3-2.0×10#3mol/L AgNO3的银增强液中,由于纳米金粒子的催化作用,在#0.10 V的电压下,银只会沉积在生成的纳米金表面,沉积银的量与生成的纳米金颗粒的数目成正比,通过线性扫描伏安法定量检测沉积的银。在0.1~1000μg/L范围内,乙酰胆碱酯酶的抑制剂马拉硫磷的浓度与银的溶出峰呈线性,线性方程为i pa=149.9-40.49lgC(r=0.9963),检出限为0.05μg/L。本方法极大地提高了传感器检测的灵敏度。将其应用于湘江水样中马拉硫磷的检测,回收率在95.5%~102.2%之间,结果满意。     

富含胞嘧啶单链DNA-银纳米簇荧光探针用于S1核酸酶的灵敏检测

以富含胞嘧啶（C）的单链DNA为模板合成银纳米簇,将其作为功能化探针,建立了一种无标记荧光检测S1核酸酶的方法.S1核酸酶可以特异性识别单链DNA,在最适的酶催化反应条件下,可将其降解为单核苷酸或寡核苷酸片段.当S1核酸酶不存在时,富含C的单链DNA可以有效地合成荧光银纳米簇;当S1核酸酶存在时,单链DNA模板被特异性识别并降解,导致无法形成银纳米簇,使体系荧光信号降低.实验结果表明,银纳米簇的荧光强度随着S1核酸酶浓度的增加而降低.在优化的条件下,体系荧光信号（F/F₀）与S1核酸酶的浓度在5.0×10^-5~4.0×10^-3 U/μL范围内呈线性关系,检出限为2.0×10^-6 U/μL.该荧光探针选择性好,可用于RPMI 1640细胞培养基中S1核酸酶的检测,回收率达到91.8%~109.5%.     

功能化纳米金增强的DNA电化学检测和序列分析

用冠以大量二茂铁的纳米金微粒 /抗生蛋白链菌素结合物为标记物 ,将其标记于生物素修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学生物传感器 .首先采用巯基DNA和巯基烷烃混合自组装膜制备了金修饰电极 ,将探针DNA分子固定在了电极表面 ,运用杂交原则结合靶点分子在电极表面形成了双螺旋的DNA链 ,然后借助抗生蛋白链菌素和生物素之间的强亲和作用 ,引入了功能化的纳米金 .通过伏安法测定了修饰在纳米金上的二茂铁的氧化还原电流 ,可以识别和测定溶液中互补的靶点DNA ,17 mer靶点DNA的浓度在 0 .0 0 1～ 10nmol/L范围内有线性关系 ,检测限可达 0 .75× 10 -12 mol/L .     

Electrochemical Detection of DNA Hybridization Based on the Probe Labeled with Carbon‐Nanotubes Loaded with Silver Nanoparticles

A sensitive electrochemical method for the detection of DNA hybridization based on the probe labeled with multiwall carbon‐nanotubes (MWNTs) loaded with silver nanoparticles (Ag‐MWNTs) has been developed. MWNTs were electroless‐plated with a large number of silver nanoparticles to form Ag‐MWNTs. Probe single strand DNA (ss‐DNA) with a thiol group at the 3′‐terminal labeled with Ag‐MWNTs by self‐assembled monolayer (SAM) technique was employed as an electrochemical probe. Target ss‐DNA with a thiol group was immobilized on a gold electrode by SAM technique and then hybridized with the electrochemical probe. Binding events were monitored by differential pulse voltammetric (DPV) signal of silver nanoparticles. The signal difference permitted to distinguish the match of two perfectly complementary DNA strands from the near perfect match where just three base pairs were mismatched. There was a linear relation between the peak current at +120 mV (vs. SCE) and complementary target ss‐DNA concentration over the range from 3.1×10^?14 to 1.0×10^?11 mol/L with a detection limit of 10 fmol/L of complementary target ss‐DNA. The proposed method has been successfully applied to detection of the DNA sequence related to cystic fibrosis. This work demonstrated that the MWNTs loaded with silver nanoparticles offers a great promising approach for sensitive detection of DNA hybridization.     

An electrochemical DNA hybridization detection assay based on a silver nanoparticle label

A novel, sensitive electrochemical DNA hybridization detection assay, using silver nanoparticles as the oligonucleotide labeling tag, is described. The assay relies on the hybridization of the target DNA with the silver nanoparticle-oligonucleotide DNA probe, followed by the release of the silver metal atoms anchored on the hybrids by oxidative metal dissolution and the indirect determination of the solubilized Ag(I) ions by anodic stripping voltammetry (ASV) at a carbon fiber ultramicroelectrode. The influence of the relevant experimental variables, including the surface coverage of the target oligonucleotide, the duration of the silver dissolution steps and the parameters of the electrochemical stripping measurement of the silver(I) ions, is examined and optimized. The combination of the remarkable sensitivity of the stripping metal analysis at the microelectrode with the large number of silver(I) ions released from each DNA hybrid allows detection at levels as low as 0.5 pmol L(-1) of the target oligonucleotides.     

基于聚硫堇、DNA/纳米银复合物共修饰癌胚抗原免疫传感器的研究

将硫堇聚合到玻碳电极(GCE)表面形成带正电的多孔聚硫堇(PTH)复合膜, 通过静电吸附固定DNA/纳米银复合物, 利用复合物中纳米银大的比表面积和强的吸附能力将癌胚抗体(anti-CEA)固定到电极表面, 从而制得高灵敏的电流型癌胚抗原(CEA)免疫传感器. 通过循环伏安法考察了电极表面的电化学行为, 并对免疫传感器的性能进行了详细研究. 在最优的实验条件下, 用示差脉冲伏安法(DPV)对癌胚抗原进行检测, 其线性范围为1.0～10.0 ng•mL^－1和10.0～80.0 ng•mL^－1, 线性相关系数分别为0.9983和0.9970, 检测限为0.24 ng•mL^－1, 并将该免疫传感器用于血清样品中CEA的检测.     

辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体[EMIM]BF4中的直接电化学

将壳聚糖(Chi)-辣根过氧化物酶(HRP)-多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合物修饰在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP修饰电极(Chi-HRP-MWCNTs/GCE), 并将其用于在亲水性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([EMIM]BF4)中HRP的直接电化学研究. 紫外可见光谱和红外光谱表明, HRP在复合物内保持了其原始构象. 电化学研究表明, 该修饰电极在[EMIM]BF4中的循环伏安图上出现了一对峰形良好、几乎对称的氧化还原峰, 式量电位为－0.247 V (vs. Ag/AgCl), 说明包埋在Chi-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递; HRP在电极表面直接电子转移的速率常数ks为3.12 s－1; 在65 ℃的[EMIM]BF4中HRP仍然保持其活性; HRP修饰电极对过氧化氢的还原具有电催化作用, 其表观米氏常数Km为5.6×10－5 mol•L－1, 催化电流与过氧化氢浓度在5.0×10－7～5.0×10－5 mol•L－1范围内呈线性关系, 检出限为2.0×10－7 mol•L－1. 该研究为非水相生物传感器的构制提供了一种新途径.     

单壁碳纳米管氧化过程的银纳米粒子跟踪

基于银与羧基之间的相互作用，利用银纳米粒子跟踪稀硝酸氧化单壁碳纳米管的过程.通过比较银纳米粒子对稀硝酸氧化不同时间所得单壁碳纳米管的跟踪情况，推测了该氧化可能是沿着碳纳米管的缺陷边缘处对其进行缓慢腐蚀的过程.     

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.     

丝印电极法体外筛选黄嘌呤氧化酶抑制剂方法研究

建立丝印电极快速筛选黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂的新方法. 利用丝网印刷技术制作一次性使用的丝印碳糊电极, 采用吸附法将羧基化的多壁碳纳米管(MWNTs)修饰在电极表面, 建立测定尿酸(UA)的简单快捷的计时电流分析方法, 将该法应用于XO抑制剂的体外筛选. 在0.3 V (vs. Ag/AgCl)的工作电位下, UA在MWNTs修饰的丝印电极上产生灵敏的响应电流, 响应时间30 s, 测定UA的线性范围为2～300 μmol•L^－1, 线性方程为Y (μmol•L^－1)＝43.8240X (μA)－0.1592, r＝0.9998, 最低检出限为1 μmol•L^－1. 用该法对4种中药水提物进行了筛选, 相对空白对照组, 桑寄生500 μg•mL^－1浓度组有显著性差异. 该法简单、快速, 电极制作成本低, 所需仪器简单, 适用于体外大量筛选XO抑制剂.     

超声-伏安法对饮用水中痕量铅(II)和铜(II)的检测研究

以金纳米粒子修饰玻碳电极为工作电极, 采用超声-微分脉冲阳极溶出伏安法连续测定饮用水中痕量铅(II)和 铜(II). 通过原子力显微镜(AFM)对金纳米粒子的形貌和大小进行表征, 对超声波提高伏安检测信号的工作机理作了比较详细的探讨. 实验结果表明, 超声波-伏安法提高了方法的灵敏度, 与传统的微分脉冲伏安法相比, Pb(II)和Cu(II)的峰电流分别增大10倍和8倍. Pb(II)和Cu(II)离子在质量浓度10～250 µg•L－1和5～200 µg•L－1范围内成良好的线性关系, 相关系数分别为0.9943和0.9985. 在含有50 µg•L－1 Pb(II)和20 µg•L－1 Cu(II)的溶液中重复测定9次, 其相对标准偏差为3.5%和2.2%, Pb(II)和Cu(II)的检出限分别为0.3 ng•mL－1和0.1 ng•mL－1. 该方法成功应用于饮用水中痕量Pb(II)和Cu(II)的检测, 方法简便可靠, 具有实际应用意义.     

纳米Au粒子作为直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C, 并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂. 通过X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析, 结果表明10～20 nm的纳米Au粒子均匀地分散在Vulcan XC-72R碳黑表面上. 循环伏安测试表明, 在0.5 mol•L－1 H2SO4和2 mol•L－1 H2O2混合溶液中, 纳米Au/C在0.85 V处表现较强的不可逆还原电流. 以纳米Au/C为阴极催化剂, AB5储氢合金为阳极催化剂制成直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池. 电池在30 ℃下的最大功率密度可达到78.6 mW•cm－2. 当电池工作温度升高至50 ℃时, 电池的最大功率密度超过120 mW•cm－2. 此外, 研究了阴极溶液中H2SO4和H2O2浓度对电池性能的影响. 当阴极溶液中H2SO4浓度小于0.5 mol•L－1时, 酸浓度对电池性能影响较大; H2O2浓度对电池性能影响较小. 确定了阴极溶液中H2SO4和H2O2的最佳浓度分别为0.5和2 mol•L－1.