基于三维有序金掺杂纳米二氧化钛的DNA生物传感器研究

用模板法在氧化铟锡(ITO)电极上制备具有三维有序多孔结构的金掺杂纳米二氧化钛修饰电极(3DOM GTD/ITO),扫描电镜(SEM)结果表明,制备的修饰电极三维结构规整有序、孔径均一。将标记有二茂铁(Fc)的DNA探针修饰到3DOM GTD/ITO电极上构建了一种新的标记型DNA生物传感器,通过Fc在DNA探针杂交前后的电化学信号变化可识别目标靶序列。采用循环伏安(CV)、示差脉冲(DPV)和交流阻抗(EIS)等方法对DNA探针在电极表面的固定和杂交进行表征。实验结果表明,该DNA生物传感器可以成功地识别乳腺癌基因靶序列,Fc的氧化还原电流与靶序列浓度在8.0×10-7～1.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,线性相关系数为0.9908,检测限为5.2×10-7 mol/L。     

三维有序结构的金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于H_2O_2的测定

在ITO玻璃表面构建了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜(3DOM GTD/ITO),同时制备了一种细胞色素c(Cyt c)酶生物传感器(Cyt c/3DOM GTD/ITO)。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极进行表征。紫外-可见光谱实验表明吸附在GTD上的Cyt c能够保持其生物活性,二级结构未被破坏。同时研究了Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的直接电化学及对H2O2的电催化行为。结果显示,Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极上有显著的直接电化学响应,峰电流与扫描速度呈线性关系,说明该电极过程是表面电化学控制过程。Cyt c/3DOM GTD/ITO修饰电极对H2O2具有良好的催化性能,线性范围为3.0×10-7~1.70×10-5mol/L,检出限为3.6×10-8mol/L(S/N=3),响应时间为5 s,且该修饰电极具有较好的重现性和稳定性。     

硫堇与DNA分子相互作用的电化学方法研究

采用交流阻抗技术和循环伏安法 ,研究了在硫堇自组装膜修饰金电极上 ,以及在硫堇或DNA吸附修饰的玻碳电极上 ,硫堇与DNA分子的相互作用;硫堇自组装膜修饰金电极与DNA分子作用后 ,阻抗增大 ,表明它们之间发生了作用 ;吸附在玻碳电极上的硫堇 (DNA)与DNA(硫堇 )作用后 ,峰电位和峰电流均发生了变化 ,结合光谱测定结果 ,表明硫堇与DNA分子间存在着嵌插、静电等作用 ,二者作用的反应速度与分子在电极上固定的位置有关;在PBS缓冲液中硫堇 -DNA的表观结合常数为4.9×104L·mol -1 ;交流阻抗技术和循环伏安法是研究小分子与DNA分子间相互作用的经济、快速、简便的方法     

基于DNA-甲苯胺蓝生物聚合离子膜的多环有机物电化学传感器的研究

利用DNA与小分子之间的相互作用,以DNA/壳聚糖生物聚合离子膜固定电活性小分子,制备了DNA-甲苯胺蓝/壳聚糖聚合离子复合膜修饰电极,并利用多环有机物与染料分子对DNA特异结合的竞争关系,构筑了多环有机物非试剂添加型DNA电化学生物传感器。以盐酸四环素为模式分子,利用循环伏安法和方波伏安法研究了该修饰电极的电化学特性以及该电极对盐酸四环素的电化学响应,结果表明,DNA和甲苯胺蓝成功地固定在电极表面,电极表面的甲苯胺蓝保持了很好的电化学活性。利用紫外-可见分光光度法研究了电极对盐酸四环素响应的作用机理。该传感器的线性范围为2.5~100μmol·L-1。     

灿烂甲酚蓝在DNA修饰金电极上的电化学行为

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极, 用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂, 分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和dsDNA 修饰电极. 考察了灿烂甲酚蓝(BCB)在不同DNA 修饰电极上的电化学行为,结果表明, BCB 在ssDNA 和dsDNA 修饰电极上的吸附常数分别为1.67×10^4和3.22×10^4 L·mol-1, BCB 与ssDNA 主要以静电作用结合, 而与dsDNA作用存在静电和嵌插两种模式. dsDNA 对BCB 具有更高的亲和力, 使BCB 可以作为一种有效的电化学杂交指示剂.     

基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备

构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管(AuNPs/PFA/MWCNTs)修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器.利用循环伏安技术在多壁碳管修饰的玻碳电极表面上聚合一层阿魏酸,在恒电位条件下,在阿魏酸表面沉积金纳米粒子,巯基DNA作为探针通过金硫键固定在金纳米粒子表面.电化学交流阻抗技术(EIS)与扫描电镜(SEM...     

葡萄糖氧化酶在石墨烯-纳米氧化锌修饰玻碳电极上的直接电化学及对葡萄糖的生物传感

采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极,再将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定。用循环伏安法在-0.7～-0.1 V范围内研究了葡萄糖氧化酶在修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,石墨烯/纳米氧化锌复合膜能很好地保持葡萄糖氧化酶的生物活性,并显著促进了其电化学过程。在0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)中,固定在修饰电极上的葡萄糖氧化酶呈现出一对近乎可逆的氧化还原峰,并且对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用。葡萄糖氧化酶在修饰电极上的电子转移常数ks为1.42 s-1,修饰电极对葡萄糖催化的米氏常数Kampp为14.2μmol/L。线性范围为2.5×10-6～1.5×10-3mol/L,检出限为2.4×10-7mol/L(S/N=3)。此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于实际样品的分析测定。     

基于碳纳米管修饰的DNA电化学传感器用于大肠杆菌基因片段检测

利用全氟代磺酸脂(Nafion)的成膜效应将多壁碳纳米管(MWCNTs)固定在玻碳电极(GCE)上,制得MWCNTs/Nafion/GCE修饰电极。利用MWCNTs上的羧基和大肠杆菌DNA探针上修饰的氨基之间的酰化反应将探针固定在电极上,大肠杆菌目标DNA与固定于电极表面的DNA探针杂交后,电极表面的电子传递电阻变大,从而实现大肠杆菌目标DNA基因片段的测定。通过电化学循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对所制备的传感器的灵敏度和选择性进行表征,在优化条件下,检测大肠杆菌基因片段的线性范围为10 pmol/L～1.0μmol/L,检出限为6.3 pmol/L,相关系数R~2=0.9965。     

PAOAA修饰金电极固定过氧化氢酶的电化学研究

设计了一种基于金属离子螯合法固定蛋白质的新方法.首先电化学聚合苯胺(ANI)/邻氨基苯甲酸(OAA)得到在中性溶液中具有导电性的聚(苯胺-邻氨基苯甲酸)(PAOAA)共聚物膜,并对膜进行了SEM、EDS表征.随后膜负载Cu2+,Cu2+作为螯合离子通过配位作用固定过氧化氢酶(Cat).用EDS测量了铜的负载量为0.49%.脉冲伏安法(DPV)研究了Cat在金电极表面的固定过程,显示随着ANI/OAA在电极表面聚合成膜、Cat在修饰电极表面固定,电极在10mmol/LK3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6(Fe(CN)63-/4-)溶液中的扫描峰电流由裸电极的121μA依次降到92.6、71.8μA,表明电极表面修饰的PAOAA膜和固定的Cat阻碍了电荷的传递.电化学阻抗法(EIS)对固定过程中电极表面阻抗变化的研究也得到同样结论.用线性扫描伏安法(LSV)研究了固定到电极表面后Cat对H2O2的催化还原活性.最后以计时电流法(CA)作为检测手段,Cat修饰电极作为探针实现了对H2O2的定量检测,同时该电极显示出良好的重建性.     

直接电沉积金纳米粒子修饰氧化铟锡电极测定亚硝酸根

以电化学沉积法一步制得了金纳米粒子(GNP)修饰氧化铟锡(ITO)电极,采用紫外、扫描电镜及循环伏安法对GNP/ITO修饰电极进行了表征。结果表明,金纳米粒子在ITO电极表面呈球形,分布均匀无团聚,粒径约30 nm。该修饰电极具有良好的电化学性能,在pH 2.2的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液中其氧化峰电流与NO2-的浓度呈良好的线性关系,线性范围为5×10-6~5.5×10-4mol/L,线性回归方程为:i(μA)=1.07 136C(mmol/L),相关系数r=0.9969;检出限可达1.0×10-6mol/L。该修饰电极用于废水中NO2-的测定,结果令人满意。     

三维有序石墨烯掺杂纳米二氧化钛酶生物传感器

采用模板法在氧化铟锡电极上制备了三维有序多孔结构的石墨烯掺杂纳米二氧化钛修饰电极,并在此修饰电极上成功固定了过氧化氢酶,从而构建了一种新型的H2O2生物传感器。 通过循环伏安、交流阻抗及计时电流等方法研究了该修饰电极的电化学特性,实验结果表明,该修饰电极对H2O2有良好的电催化作用,对H2O2的检测线性范围为3.0×10-6~3.6×10-3 mol/L,检测限为4.2×10-7 mol/L(S/N=3);且传感器响应迅速、灵敏度高、重现性和稳定性好。     

Electrochemical study on oxidation of ofloxacin at nano-ZnS/poly (Styrene sulfonic acid sodium salt) modified electrode and its interaction with calf thymus DNA

A PSS/nano-ZnS thin film modified electrode has been fabricated on the surface of glassy carbon electrode (GCE). In pH 5.0 phosphate buffer solution (PBS), Ofloxacin (OFX) appeared as an anodic peak with the peak potential of 1.28 V at PSS/nano-ZnS film modified electrode. In comparison with a bare GCE or a nano-ZnS modified electrode, the PSS/nano-ZnS film modified electrode exhibited an enhanced effectiveness for the oxidation of OFX. Cyclic voltammetry (CV) coupled with fluorescence and UV-vis absorbance spectra techniques were used to study the interaction of OFX with Calf thymus DNA (ctDNA). The interaction of OFX and ctDNA could result in a considerable decrease in the peak currents and positively shift in the peak potential, as well as changes of fluorescence, UV-Vis adsorption spectra. All acquired data showed that the new adduct between OFX and ctDNA was formed. Published in Russian in Elektrokhimiya, 2009, Vol. 45, No. 3, pp. 289–295. The article is published in the original.     

Electrocatalysis of Horseradish Peroxidase Immobilized on Cobalt Nanoparticles Modified ITO Electrode

Abstract

It is the first time that Horseradish peroxidase (HRP) was successively immobilized on the magnetic cobalt nanoparticles modified ITO (indium tin oxide) electrode. Morphologies of electrode surface were featured by the field emission‐scanning electron microscope (FSEM). Cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to characterize the modified process of electrode. Direct electrochemistry and electrocatalysis of HRP immobilized on nano‐Co/ITO were investigated. The biosensor exhibited high sensitivity, good stability, and excellent electrocatalytic activity to the reduction of H₂O₂. Under the optimized experimental conditions, a calibration curve over 2.0×10^?9～2.0×10^?8 mol l^?1 and 2.0×10^?7～2.0×10^?6 mol l^?1, with a limit of detection of 1.9×10^?9 mol l^?1 was obtained. The apparent Michaelis‐Menten constant (K _M ^app ) for HRP/nano‐Co/ITO electrode was calculated to be 0.79 mmol l^?1, indicating a higher affinity of HRP attached on the modified electrode.     

DNA/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)修饰电极的制备及其用于亚硝酸根的电化学行为及测定研究

采用恒电流和电沉积两步法制备了脱氧核糖核酸-聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)(DNA-PEDOT)复合膜修饰玻碳电极。用电化学阻抗法(EIS)和循环伏安法(CV)表征了不同修饰电极的修饰可行性和表面的电子传递能力。结果表明,DNA可以牢固地结合在PEDOT膜上,并能改善PEDOT膜的性质。研究了NO2-在DNA-PEDOT修饰电极上的电化学行为,提出了一种新的检测NO2-的电化学方法。在0.1 mol/L pH7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,NO2-在DNA-PEDOT修饰电极上于0.88 V左右出现1个较好的氧化峰,考察了该氧化峰的性质及其影响因素。示差脉冲伏安法(DPV)的结果表明,NO2-的DPV氧化峰电流与其浓度在0.3~1.0、1.0~20、20~100μmol/L 3个范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为60 nmol/L,并考察了可能存在的干扰物质对测定的影响。结果显示,该复合膜修饰电极对NO2-的检测具有良好的稳定性和选择性。将其用于实际样品的检测,结果满意。     

硫堇与寡核苷酸结合序列选择性的光谱研究

用UV-Vis吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱以及核磁共振光谱等手段研究了硫堇(TH)与两个不同序列寡核苷酸的作用。TH与寡核苷酸作用后的吸收光谱和荧光光谱产生了明显的减色红移和荧光猝灭效应。分别计算了TH与[oligo d(GC)]2和[oligo d(AT)]2作用的荧光猝灭常数和结合常数,结果表明TH与GC序列的结合能力比与AT序列更强。通过TH与[oligo d(GC)]2作用后双螺旋链构象变化以及TH质子的1HNMR谱峰明显变宽,进一步说明TH与寡核苷酸结合的序列选择性。     

Disposable Amperometric A-fetoprotein Immunosensor Based on the Biocompatible Silk Protein Membranes-Modified Indium Tin Oxide Electrodes

A simple and disposable electrochemical immunosensor for detection of 68 kDa alpha-fetoprotein (AFP) was fabricated based on films of silk fibroin protein membrane (SFPM)/Prussian blue (PB)/deposition of gold nanoparticles (DpAu). First, DpAu and PB were electrochemically deposited successively on the surface of indium tin oxide (ITO) electrode. Then, SFPM with excellent biocompatibility was modified on the surface of PB/DpAu/ITO. The SFPM could form a stable matrix on the electrode surface for the deposition of immunoactive agents. More importantly, the SFPM could prevent the possible leakage of electron mediator and enhance the stability of immunosensor. Scanning electron microscopy (SEM), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV) were used to characterize the assembly process of the modified electrode. The linear range of the proposed immunosensor extended from 1.0 to 200.0 ng/mL for detection of AFP with a detection limit of 0.6 ng/mL. Moreover, the CV test demonstrated the immunosensor exhibited acceptable reproducibility and stability. This composite membrane could be applied for the detection of different biomarkers, diagnosis, and monitoring of carcinoma.

[Supplementary materials are available for this article. Go to the publisher's online edition of Analytical Letters for the following free supplemental resources: additional figures.]     

间甲基苯胺电化学聚合以及它与对苯二胺电化学共聚的 原位紫外-可见光谱

在0.5 mol•dm－3硫酸介质中, 循环伏安法电解间甲苯胺的原位紫外可见光谱图表明聚间甲基苯胺产生在氧化铟锡导电玻璃电极表面上. 在恒电位条件下, 用原位紫外-可见光谱较详细地研究了间甲基苯胺在氧化铟锡(ITO)上的电化学聚合. 结果表明间甲基苯胺只能在较高电解电位和单体浓度足够大的条件下才能发生电化学聚合. 在0.7 V(相对于饱和的Ag/AgCl), 0.2 mol•dm－3的间甲基苯胺和0.9 V, 20 mmol•dm－3的间甲基苯的实验条件下, 尽管在ITO电极上没有发生电化学均聚合, 但原位紫外-可见光谱表明在电极表面上可能还形成低分子量的齐聚物. 在低电位0.8 V下, 电化学聚合200 mmol•dm－3间甲苯胺时, 有明显的诱导期存在. 在恒电位电解的条件下, 相应的原位紫外-可见光谱和聚合物的傅立叶变换红外光谱(FTIR)表明间甲基苯胺和对苯二胺能发生电化学共聚反应, 由于对苯二胺可能与间甲基苯胺形成了具有较强反应活性的中间体, 使得对苯二胺的加入不但促进和加速了聚合反应, 而且还结合进聚合物中形成了phenazine或类似于phenazine的环结构.     

Cyclic Voltammetrically‐Prepared MnO2 Coated on an ITO Glass Substrate

For the first time, nanostructured manganese dioxide was successfully electrodeposited onto an ITO (indium tin oxide) glass substrate by cyclic voltammetry (CV) method from an aqueous solution of 0.1 M Na₂SO₄ containing 5 × 10⁻³ M MnSO₄. The obtained manganese dioxide‐modified ITO glass substrates were characterized by energy dispersive spectrometry (EDS), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. All results not only proved the existence of MnO₂ on an ITO glass substrate but also demonstrated that the morphology of the obtained MnO₂ was greatly affected by the electrodeposition conditions. Also, this MnO₂‐modified ITO electrode was systematically investigated by cyclic voltammetry (CV), chronopotentiometry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in an aqueous electrolyte of 0.1 M Na₂SO₄. The results obtained from electrochemical measurement indicated that this developed MnO₂‐modified ITO electrode has a satisfied specific capacitance value of 264 F·g⁻¹ and exhibits excellent electrochemical stability and reversibility.     

聚吡咯/碳纳米管分子印迹修饰电极对槲皮素的选择性测定

制备了一种新颖的可对槲皮素分子进行选择性测定的分子印迹聚合物膜修饰电极.在碳纳米管(CNT)独特的结构和力学性能作用下,以吡咯(Py)为功能单体,槲皮素为模板分子,电聚合方法制备了槲皮素的分子印迹聚合物膜修饰电极(PPy/CNT/GCEMIP).用电化学交流阻抗法研究了该修饰电极的界面性质,用循环伏安法和差分脉冲伏安法...     

银纳米修饰电极的制备及电化学行为

金属纳米粒子由于其小的体积和大的比表面积而具有独特的电子、光学和异相催化特性,是目前表面纳米工程及功能化纳米结构制备的一种理想研究对象[1]。银纳米粒子可广泛应用于催化剂材料、电池的电极材料、低温导热材料和导电材料等,成为近年来人们研究的热点[2,3]。在电化学方面,银纳米粒子具有比其他纳米粒子更为优异的导电性能和电催化性能。因此,研究银纳米粒子修饰电极有重要的应用价值和前景[4]。1实验部分1.1仪器CHI660电化学工作站(USA);TU-1901型双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器公司);KQ-100型超声清洗器(昆山市超声…