环糊精基阻抗型传感器的制备及对L-半胱氨酸的识别

借助量子化学计算, 从分子层面模拟了γ-环糊精(γ-CD)主体与L-半胱氨酸(L-Cys)氧化产物客体之间的超分子相互作用, 得到γ-CD与L-Cys氧化产物之间的弱相互作用能E_L(-12.6 eV), 其与D-Cys氧化产物客体的弱相互作用能(E_D=-2.7 eV)相差3.7倍, 分子内氢键键价相差近1倍. 据此, 构建了基于手性源γ-环糊精的阻抗型传感器, 并用于L-Cys的阻抗识别. 结果表明, 以铁氰化钾(Ⅱ/Ⅲ)作为氧化还原探针分子, 电化学阻抗信号变量(R_et)与L-Cys浓度在0.1~1.0 μmol/L(阶段一)和1.0~6.0 μmol/L(阶段二)2个范围内分别呈现良好的线性关系, 检出限为74 nmol/L(S/N=3). 与未修饰玻碳电极相比, L-Cys在该手性传感器上的阻抗响应灵敏度提高了约19倍, 对含巯基结构相似物的选择性明显提高; 将该传感器应用于人体血清、 药品胶囊样品的分析, 平均回收率在88.9%~108%之间. 建立了一种新颖、 低成本、 简便的针对弱电活性手性化合物的定量识别方法, 为其电化学分析提供了新策略.     

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.     

胶态磁组装分子印迹光子晶体及其对L-苯丙氨酸的响应性

将胶态磁组装光子晶体与分子印迹技术结合, 通过磁场诱导快速、 可逆地组装得到一种灵敏度高、 选择性强且响应速度快的胶态磁组装分子印迹光子晶体(CMA-MIPCs), 并将其用于L-苯丙氨酸(L-Phe)分子的响应性研究. 结果表明, 细乳液聚合法制得的L-Phe磁性分子印迹纳米粒子(MMIPs)具有规则的球形形貌和明显的核-壳结构, 平均粒径为104.3 nm. CMA-MIPCs对L-Phe分子的识别可直接通过光学信号进行表达, 当L-Phe的浓度从6.0×10^-7 mol/L增加至6.0×10^-4 mol/L时, CMA-MIPCs的衍射色发生从紫色到深黄色的明显变化, 最大衍射峰位置红移181 nm, 响应过程仅需1 min. CMA-MIPCs对L-Phe的结构类似物L-酪氨酸(L-Tyr)和L-色氨酸(L-Trp)均无响应性, 表明CMA-MIPCs具有良好的选择性.     

自组装碳纳米管-氯洁霉素分子印迹溶胶-凝胶电化学传感器研究

结合自组装技术, 采用电聚合方法在碳纳米管修饰金电极表面制备对氯洁霉素具有特异性识别位点的分子印迹溶胶-凝胶薄膜, 成功构建了一种新型印迹溶胶-凝胶电化学传感器. 通过循环伏安法(CV)、示差脉冲法(DPV)、安培计时法(I-t)和扫描电镜(SEM)表征了该印迹溶胶-凝胶膜的电化学性能和表面形貌. 结果表明, 该传感器具有良好的选择性和灵敏度, 氯洁霉素在多壁碳纳米管修饰的印迹溶胶-凝胶传感器上的响应明显提高. 该印迹溶胶-凝胶传感器对氯洁霉素的浓度响应线性范围为5.0×10^-7~8.0×10^-5 mol/L, 检出限为2.44×10^-8 mol/L. 该传感器被成功地用于人体尿液中氯洁霉素的分析测定.     

流动注射电化学发光测定动物饲料中6-丙基-2-硫脲嘧啶含量的研究

基于6-丙基-2-硫脲嘧啶（PTU）对三联吡啶钌(Ru（bpy）₃²⁺)电化学发光（ECL）有强烈的增敏作用,建立了流动注射电化学发光（FI-ECL）检测PTU的新方法。通过考察影响体系电化学发光的因素(如电压信号类型及电位、缓冲溶液pH值、载液流速及Ru（bPY）₃²⁺浓度等),得到FI-ECL测定PTU的最佳条件,并提出了可能的反应机理。研究结果表明,在0.1 mol/L pH 12.0的H₃PO₄-NaOH缓冲介质中,控制恒电位为+1.50 V,Ru（bpy）₃²⁺浓度为1.0×10^-4mol/L,载液流速为1.5 mL/min,PTU对Ru（bpy）₃²⁺的电化学发光具有最大的增敏作用。在此条件下,测得PTU的线性范围为2.0×10^-71.0×10^-4mol/L（r²=0.998 6）,检出限（S/N=3）为1.3×10^-8mol/L,对7份浓度均为1.0×10^-6mol/L的PTU标准溶液进行测定,所得结果的相对标准偏差为1.2%。该方法简便、快速、灵敏,用于模拟动物饲料中PTU含量的检测,结果满意。     

天冬氨酸功能化石墨烯量子点-金复合物的制备及用于毒死蜱、多菌灵和啶虫脒电化学检测

制备了天冬氨酸功能化石墨烯量子点-金复合物并表征了其结构和催化活性。利用天冬氨酸功能化石墨烯量子点与小尺寸纳米金结合产生的高催化活性,通过Au-S键将农药适配体连接到纳米金表面,然后修饰到玻碳电极表面得到电化学生物传感器,构建了测定毒死蜱、多菌灵和啶虫脒的电化学方法。研究表明,农药分子与适配体的特异性结合导致了生物传感器脉冲差分伏安曲线电流的下降,峰电流响应与毒死蜱、多菌灵和啶虫脒的浓度分别在1×10^-11～1×10^-4 mol/L,1×10^-10～1×10^-4 mol/L和1×10^-9～1×10^-5 mol/L呈良好的线性关系,检出限分别为3×10^-11,3×10^-10和3×10^-9mol/L。该方法已成功应用于苹果中毒死蜱、多菌灵和啶虫脒的检测。     

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.     

L-(8-羟基-5-甲基喹啉)半胱氨酸修饰电极的制备及其对汞离子选择性检测

利用Shifft碱反应将L-半胱氨酸和5-甲酰基-8-羟基喹啉一步合成L-(8-羟基-5-甲基喹啉)半胱氨酸,通过金-硫键将L-(8-羟基-5-甲基喹啉)半胱氨酸自组装到金电极表面制备L-(8-羟基-5-甲基喹啉)修饰金电极。L-(8-羟基-5-甲基喹啉)半胱氨酸分子中的羟基氧和氮可与Hg2+形成稳定的五元环配合物,因此该修饰电极能选择性吸附Hg2+,结合方波伏安法用于Hg2+电化学检测。在0.01mol/L HCl中,富集时间为160s,Hg2+浓度在1.0×10-9~1.0×10-8 mol/L、1.0×10-8~1.0×10-7 mol/L浓度范围内与方波伏安峰电流分段呈现良好的线性关系,检出限为0.92×10-9 mol/L。     

超氧化物歧化酶催化-电化学调控的原子转移自由基聚合方法制备分子印迹聚合物

病理学中对含金属蛋白质的敏感检测极其重要。 本文以超氧化物歧化酶(SOD)作为金属蛋白,SOD既作为模板分子又作为催化剂进行电化学调控的原子转移自由基聚合(eATRP)反应制备蛋白质印迹聚合物(PIPs),用于SOD电化学生物传感器。 该方法不需要过渡金属离子,具有制备简单、节约试剂、保护环境等优点。 我们选用L-半胱氨酸和纳米金修饰的金电极(Au/L-cys/nanoAu)作为工作电极将氧化型SOD催化还原为还原型SOD,利用还原型SOD的Cu(Ⅰ)粒子,在引发剂4-硫苯基-2-溴-2-甲基丙酸酯(4-mercaptophenyl 2-bromo-2-methylpropanoate,4-HTP-Br)修饰的金电极上调控丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的eATRP聚合制备SOD PIPs。 利用循环伏安法(CV)和X射线光电子能谱(XPS)方法对其进行了表征。 通过微分脉冲伏安法(DPV),在最优的条件下利用此修饰电极对溶液中的SOD进行检测,线性响应范围为1.0×10^-7~1.0×10² mg/L,检测限为6.8×10^-8 mg/L(S/N=3),相关系数为0.995。 与其它检测SOD的方法相比,该方法具有更宽的线性范围和较低的检测限。 本研究对于制备PIPs,用蛋白质催化的eATRP和含金属蛋白的敏感检测均有重要意义。     

分子印迹电化学发光传感器的制备及其对卡那霉素的测定应用

制备了硫化镉量子点-壳聚糖(CdS-CS)复合物修饰的玻碳电极(GCE),记作CdS-CS/GCE。以卡那霉素为模板分子,3-氨基苯硼酸(APBA)为功能单体,采用循环伏安法在CdS-CS/GCE表面电聚合得到了分子印迹聚合物(MIP)膜,所制备的传感器记作MIP/CdS-CS/GCE。卡那霉素可与传感器表面的MIP特异性结合,占据印迹孔穴,阻断共反应剂K₂S₂O₈扩散到电极表面的通路,使电化学发光强度减弱。以传感器在空白溶液中的电化学发光强度(I₀)与传感器在卡那霉素标准溶液中的电化学发光强度(I)的差值ΔI(ΔI=I₀-I)作为响应信号,在优化的试验条件下,响应信号ΔI与卡那霉素浓度的对数值在1.0×10^-11～1.0×10^-7mol·L^-1内呈线性关系,相关系数为0.999 0,检出限(3S/N)为5×10^-12mol·L^-1。按标准加入法对实际样品进行回收试验,...     

二氧化硅纳米颗粒表面原位还原银纳米簇电化学发光传感界面的构建与分子识别

通过牛血清蛋白(BSA)对二氧化硅纳米颗粒(SiO₂ NPs)表面进行氨基、 巯基功能化, 随后以BSA同时作为模板和还原剂, 原位生成银纳米簇(Ag NCs), 获得显著增强阴极电化学发光(ECL)信号的Ag NCs-SiO₂ NPs复合纳米材料. 结果表明, 当测试溶液中含有L-半胱氨酸(L-Cys)时, 其与传感界面上的Ag NCs发生共价结合作用, 从而猝灭其ECL信号. 基于该原理, 构建了“开-关”型ECL信号响应模式的L-Cys生物传感器. 该传感器检测L-Cys的浓度范围为50 nmol/L~50 μmol/L, 最低检测限达到13.7 nmol/L, 能够实现L-Cys的高灵敏及特异性分析, 有望在生物、 医学等领域得到广泛应用.     

基于石墨烯和蒽醌-2-磺酸钠的Pb2+核酸适体电化学传感器

构建了一种基于石墨烯(GR)-蒽醌化合物(AQMS)在核酸适体表面层层组装的Pb2+电化学传感器。将修饰有巯基的Pb2+核酸适体(apt)固定在金电极表面,然后利用GR与apt碱基之间的π-π作用,将GR吸附在apt修饰电极表面,并用于电活性分子AQMS的组装和电化学信号的放大。当目标分析物(Pb2+)存在时,Pb2+诱导apt转变为稳定的G-四联体结构,使得GR连同信号分子AQMS从电极表面脱落,电化学信号降低,从而实现对Pb2+的监测。结果表明,传感器对Pb2+具有很好的特异识别性,且Pb2+浓度在5.0×10!10~5.0×10!8mol/L的范围内,AQMS的峰电流变化值(ΔIpa)与Pb2+浓度对数(lgCPb2+)呈现良好的线性关系。根据3σ,计算得检出限达到6.0×10!11mol/L。     

去甲肾上腺素在3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑修饰金电极上的电化学行为及研究

本文通过自组装的方法制备了3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑(TA)修饰金电极。X射线光电子能谱表明,3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑是通过形成S-Au键而组装到Au电极表面。研究了去甲肾上腺素在该自组装膜电极上的电化学行为。实验结果表明:在pH 4.5的0.1 mol/L BR缓冲溶液中,膜电极对去甲肾上腺素的电化学氧化具有明显的催化作用,其氧化峰电流与去甲肾上腺素的浓度在2.0×10-6~1.9×10-4mol/L范围内呈良好线性关系。方法检出限为4.0×10-7mol/L。     

差分脉冲伏安法同时检测硝苯地平和尼群地平

采用绿色环保的还原剂聚二烯丙基二甲基氯化铵,制备石墨烯(GR)/聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)/铂纳米粒子(PtNPs)复合材料,在此基础上制备了GR/PDDA/PtNPs复合修饰电极,并采用透射电镜、电化学等方法对GR/PDDA/PtNPs进行表征。以pH=8.5的B.R缓冲溶液为支持电解质,采用循环伏安法研究了硝苯地平(Nifedipine,NF)和尼群地平(Nitrendipine,NT)在复合修饰电极上的电化学行为,并优化了电化学测量条件。NF溶液浓度为4.0×10(-7)~1.6×10(-4) mol·L^-1,NT溶液浓度为1.0×10^-6~1.4×10^-4 mol·L^-1,它们的还原峰电流与浓度成线性关系,检出限分别为5.0×10^-8 mol·L^-1,3.7×10^-7 mol·L^-1。所建立的方法成功应用于血药中NF、NT的测定,获得可靠满意的结果。     

硫堇衍生化自组装膜修饰金电极的电化学性质及其对抗坏血酸的电催化氧化

将硫堇共价键合到自组装在金电极表面的半胱胺单分子层上,制成了衍生化自组装单分子膜修饰电极,并用电化学方法研究了它的电化学性质.循环伏安图显示其在pH＝7.7的磷酸盐缓冲液中,于－0.45～＋0.50V(vs.SCE)范围内有2对氧化还原峰.峰电位分别为E_pa¹＝214mV。E_pc¹＝82mV,E_pa2＝－75mV,E_pc2＝－160mV(vs.SCE).pH在5.0～9.0范围内,峰1有2个质子参与反应,峰2有1个质子参与反应.它的表面电子转移速率常数k_s＝0.02S^－1.此膜对抗坏血酸的氧化有催化作用,其氧化过电位较在裸金电极上降低了约250mV.催化电流与抗坏血酸的浓度在1.0×10^-6～4.0×10^-3mol/L范围内呈良好的线性关系.抗坏血酸催化氧化的异相速率常数为2.68×10^-3cm/s.     

基于2,3-丁二酮双缩氨基硫脲为中性载体的新型银离子选择性电极的研究

研究了基于2,3-丁二酮双缩氨基硫脲为中性载体的聚氯乙烯(PVC)膜电极, 该电极对银离子(Ag^＋)具有优良的电位响应性能. 在pH＝3.0的NaOH-HNO₃体系中, 该电极对Ag^＋电极电位呈现近能斯特响应, 线性响应范围为3.0×10^－6～1.0×10^－2 mol/L, 斜率为52.6 mV/decade (20 ℃), 检测下限为1.0×10^－6 mol/L. 相对于常见的阳离子, 该电极对Ag^＋表现出良好的选择性. 采用交流阻抗技术研究了电极响应机理, 并将电极初步应用于回收率实验, 结果令人满意.     

金纳米粒子-过氧化聚吡咯-碳纳米管复合膜修饰电极同时测定对苯二酚和邻苯二酚

将多壁碳纳米管(MWCNTs)滴涂于复合陶瓷碳电极(CCE)表面,采用电化学方法在碳纳米管表面逐层沉积过氧化聚吡咯(OPPy)和金纳米粒子(AuNPs),制得金纳米粒子-过氧化聚吡咯-多壁碳纳米管复合膜修饰电极(AuNPs-OPPy-MWCNTs/CCE).采用扫描电镜和电化学方法对修饰电极进行了表征.在0.10 mol/LPBS (pH 7.0)缓冲溶液中研究了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)在修饰电极上的电化学行为.结果表明,修饰电极对HQ和CC的电极过程具有良好的电化学响应和区分效应.基于此建立了一阶导数伏安法同时测定HQ和CC的方法,HQ和CC的线性范围均为2.0×10-7～ 1.0×10-4 mol/L,检出限分别为6.0×10-8 mol/L和8.0×10-8 mol/L(S/N=3).模拟水样中的加标回收率分别为96.2％～99.8％ (HQ)和96.0％～100.0％,表明本方法具有良好的实用性.     

基于多壁碳纳米管增敏材料的辣根过氧化物酶分子印迹电化学传感器的制备及对H2O2的检测

以辣根过氧化物酶(HRP)为蛋白质模板分子, 邻苯二胺(o-PD)为聚合单体, 首先将预先羧基化的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过阶跃电位法电沉积在玻碳电极上作为增敏材料, 然后在该电极上电聚合含HRP的邻苯二胺电沉积液形成一层聚合膜, 去除模板化合物后, 制得对HRP具有特异性识别能力的分子印迹聚合物(MIPs)膜; 利用聚邻苯二胺(POPD)的自探针效应构建了分子印迹电化学传感器. 该传感器的响应电流与HRP浓度在1.0×10 ^-10~1.0×10 ^-5 mg/mL范围内有良好的线性关系, 相关系数为0.991, 检出限为1.5×10 ^-11 mg/mL(S/N=3); 该传感器的响应电流与H₂O₂浓度在4.0×10 ^-7~1.4×10 ^-5 mol/L范围内有良好的线性响应, 相关系数为0.992, 检出限为2.6×10 ^-7 mol/L(S/N=3), 将该传感器用于实际样品H₂O₂的检测, 回收率在91.2%~97.1%之间. 建立了基于MIPs膜的HRP和H₂O₂双分析物传感器的制备方法, 该方法可应用于酶及其酶促底物双分析物传感器.     

维生素B_1自组装膜修饰金电极对多巴胺、尿酸的电催化作用

用维生素B1(VB1)在金电极上进行自组装,制备了VB1自组装膜修饰金电极(VB1-Au/SAMs/CME).利用循环伏安法初步研究了此自组装单分子膜修饰电极的电化学行为.结果表明: VB1在金电极表面具有特性吸附.以\3-/ 4-氧化还原电对为探针,考察了VB1自组装膜修饰金电极的电化学性质, VB1自组装膜的存在对\3-/4-的电子转移具有明显的阻碍作用.研究了多巴胺(DA)和尿酸(UA)在此电极上的电化学行为.实验结果表明, DA和UA在此电极上均可被电催化氧化.差分脉冲伏安(DPV)氧化峰电流与DA浓度在2.0×10-5～4.0×10-4 mol/L范围内呈线性关系;测定UA的线性范围为6.0×10-5～2.2×10-4 mol/L,而且可实现这两种物质的同时测定.     

2-氨基-5-巯基-[1,3,4]三氮唑自组装膜电极对尿酸的电催化氧化及其分析应用

利用新合成的试剂2-氨基-5-巯基-[1,3,4]三氮唑在金电极上进行了自组装,对自组装电极进行了电化学和扫描电镜表征,研究了尿酸在该电极上的电化学行为。结果表明,尿酸在该电极上可被电催化氧化,方波伏安氧化峰电流与尿酸浓度在4.0×10-6～1.0×10-3mol/L范围内成分段线性关系,检出限为8.0×10-7mol/L。该电极能有效消除基体干扰,可用于对尿液样品中尿酸测定。