纳米电化学生物传感器

纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质,与特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等相结合,并以电化学信号为检测信号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势,综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展,包括纳米颗粒生物传感器,纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器,以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。     

生物电化学简介

简单介绍了生物电化学研究领域的概况。包括：生物膜与生物界面模拟研究（ＳＡＭ膜模拟生物膜的电化学、液／液界面模拟生物膜的电化学），用于生命科学的电化学技术（电脉冲基因直接导入、电场加速作物生长、癌症的电化学疗法、电化学控制药物释放、在体研究的电化学方法、生物分子的电化学行为）和电化学生物传感器（酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学ＤＮＡ传感器）。     

基于多肽识别的电化学生物传感技术

多肽具有分子量小、易于合成、生物兼容性好、稳定性高及序列灵活多样等优点。因此,多肽作为新型生物识别元件,已被广泛应用于生物传感器的构建。电化学分析灵敏度高、准确度好、设备简单、检测范围广且易于操作。本文介绍了基于多肽识别的电化学生物传感器技术,包括多肽的修饰与固定化、多肽与待测物的识别及检测原理;综述了近五年多肽电化学生物传感器对重金属离子、小分子、蛋白质、细菌和病毒的检测;展望了肽基电化学生物传感器的发展趋势。     

DNA电化学生物传感器在重金属快速检测中的研究进展

DNA电化学生物传感器是一类以DNA为敏感元件或检测对象,将核酸分子特异性识别过程中产生的信号通过换能器转化为电信号,从而实现对目标物定性或定量检测的传感器,具有响应速度快、操作简单、选择性好、灵敏度高、检测成本低等优点,实现了多领域中重金属、真菌毒素、核酸等的快速实时检测。介绍了DNA电化学生物传感器的组装单元、电化学指示剂类型,以DNA二级构型角度综述了DNA电化学生物传感器的四大类特殊结构,并汇总其在临床、中医药、生态环境保护及食品安全等领域中重金属的检测应用研究,对新型DNA电化学生物传感器的设计与其在更多领域的拓展应用提供借鉴价值。     

基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。     

核酸等温扩增技术在电化学生物传感器中的应用

生物分子检测在临床诊断、基因治疗、基因突变分析等方面变得日益重要,因而,建立简单、快速、灵敏的检测方法具有重要意义。近年,电化学生物传感器因其简单、便携、易操作、成本低等优势在生物分子检测的研究中备受关注。为了提高检测方法的灵敏度,不同的核酸等温扩增技术被应用于电化学生物传感器的构建中。本文简单介绍了电化学生物传感器的工作原理,着重综述了几种主要应用于电化学传感器中的核酸等温扩增技术,同时比较了各方法的优缺点。     

电化学生物传感器在发酵领域中的应用

本文综述了近10年来电化学生物传感器在发酵领域中的研究及应用。首先介绍了电化学生物传感器的基本原理及分类,然后对发酵领域中应用和研究最为广泛的酶电极以及微生物电极传感器进行了分类描述,并重点介绍和归纳了葡萄糖、乳酸、酒精以及甘油生物传感器的研究现状,集中探讨了两类传感器的抗干扰性与选择性等特性。     

基于生物敏感界面对重金属离子的检测研究进展

介绍了近年来重金属离子检测的研究现状,综述了电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用及其在检测灵敏度、选择性、响应速度、易于操作与实时在线检测方面的优点,阐述了基于生物敏感界面构建的电化学生物传感器在重金属离子检测中的重要作用。分类讨论了国内外一些典型的特异性识别重金属的生物受体,如核酸类,蛋白质类有氨基酸、酶、抗原抗体,细胞微生物等用于构建敏感界面而开发的生物传感器在重金属离子检测领域的进展与成果,以及在构建敏感界面的过程中各种新型纳米材料如金属纳米粒子、碳纳米材料、纳米复合材料等的应用对传感器检测效果的影响。最后结合生物传感器的现状及相关学科的发展,展望了电化学生物传感器在重金属离子检测领域的发展方向。     

电化学DNA生物传感器研究的应用进展*

电化学DNA生物传感器因快速、灵敏、低耗和易于操作等优点在基因序列测定中受到了广泛的关注,已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。具有电活性的小分子和纳米材料因它们独特的性质,已被应用到电化学DNA生物传感器中。本文介绍了电化学DNA生物传感器的基本概念和分类,综述了近年来电活性小分子和纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用进展,并对此领域的未来发展做了展望。     

电化学生物传感器在环境监测中的应用及发展前景

简要介绍了电化学生物传感器的工作原理,重点论述了电化学生物传感器在环境监测领域的应用及其研究进展,主要包括水环境污染物和大气污染物的监测,以及农药残留的监测等.同时,对电化学生物传感器的发展方向及前景进行了展望.     

基于石墨烯功能复合材料的DNA电化学生物传感器

石墨烯(Gr)是一类由单层碳原子组成的二维碳质材料,利用它独特的结构和良好的物理、化学性能,可构筑出在电催化、电化学传感器和生物传感器等领域有着巨大应用潜力的新型Gr功能复合材料。基于Gr功能复合材料的DNA电化学传感器与常规DNA传感器相比,具有明显的特色和优势,已被应用于特异DNA靶序列的识别和传感领域。本文就基于Gr功能复合材料的DNA电化学传感器的近期进展作简要评述,包括Gr与Gr基金属、金属氧化物、高分子、生物分子复合材料的电化学性能及其在DNA电化学传感中的应用,并对该类DNA电化学传感器的发展方向和应用前景进行了展望。     

适配体电化学生物传感器研究进展

由于制备简便、易修饰、稳定性好和结合目标物范围广等特点,基于适配体的生物传感器研究工作一直得到广大科研工作者的关注.本文在阐述适配体基本原理的基础之上,结合近年来电化学适配体生物传感器研究领域的最新研究成果,对电化学技术在适配体生物传感器研究领域中的最新进展作一综述与展望.     

纳米材料电化学与生物传感器——有机微污染物检测新途径

本文介绍了近年来纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的研究现状,分析了这些传感器中纳米材料修饰电极的特点,重点阐述了纳米材料在有机微污染物检测中的重要作用,列举了一些纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的应用。最后对纳米材料电化学与生物传感器用于有机微污染物的检测研究进行了简要评述和展望。     

海洋毒素电化学生物传感器

由藻类产生的海洋毒素对人类健康和环境安全构成了较大威胁,对其进行快速准确的检测是减小海洋毒素危害的有效手段之一。电化学生物传感器具有快速简便、灵敏度高、检测限低和成本低等特点,为检测海洋毒素提供了新的技术途径。目前,应用于海洋毒素检测中的电化学生物传感器主要有免疫传感器、酶传感器和DNA传感器等。本文综述了迄今为止国内外海洋毒素电化学生物传感器研究所取得的成果,并对其当前研究存在的问题和未来发展趋势进行探讨和展望。     

纳米电化学传感器检测微生物的研究进展

致病微生物是影响人类健康的一类重要微生物。基于纳米材料的电化学免疫生物传感器在致病微生物检测方面具有检测速度快,灵敏度高,检测下限低,成本低等优点。本文综述了几种纳米材料电化学免疫生物传感器的构建和实验研究,分析了各种纳米材料如何改善电化学传感器性能,并具体比较分析了不同纳米电化学生物传感器对各种病原微生物的检测研究,最后,对未来的发展趋势进行了展望。     

电化学酶传感器在环境污染监测中的应用

电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化学酶传感器的合适的酶固定化方法,在传感器电子转移动力学、稳定性和重现性等方面起着主要作用。本文在阐述电化学酶传感器工作原理的基础上,简要介绍了用于电化学酶传感器制备过程中的酶固定化方法,重点讨论了电化学酶传感器在监测环境中广泛存在的有机污染物、无机污染物和重金属等方面的应用,并对电化学酶传感器的发展方向进行了展望。     

检测SARS－CoV－2的电化学生物传感器研究进展

电化学传感器因具有灵敏、便携、稳健性高、小型化、成本低、无需前处理、检测快速等优点,在严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS－CoV－2）检测领域受到广泛关注。该文介绍了致病菌SARS－CoV－2的组成部分,综述了基于病毒表面的刺突蛋白、病毒内部核衣壳蛋白和核糖核酸（RNA） 3种可特异性检测SARS－CoV－2的电化学生物传感器的研究进展,并对比了3种类型电化学生物传感器的检出限、检测时间、动态监测范围等关键参数。同时与其他检测SARS－CoV－2的方法进行对比,分析了电化学生物传感器的优劣势;最后指出了未来可通过优化检测电极材料及反应条件、修饰检测探针等方面提升电化学生物传感器性能,以实现对新型冠状病毒肺炎（COVID－19）患者的早发现、早隔离及早治疗,同时为设计现场快速诊断COVID－19设备提供有力支撑。     

基于共价有机框架的电化学生物传感器在生物样品检测中的应用

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料, 具有高度周期性和可修饰性等结构优点. 基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点, 在检测生物样品方面具有广阔前景. 本综述简要概述了COFs的合成方法与策略、电化学生物传感器的介绍与分类以及COFs在电化学生物传感检测生物样品领域的应用. 最后本综述对COFs材料在生物传感领域的技术瓶颈与未来的发展方向进行了总结与讨论.     

基于磁性分子印迹聚合物的电化学传感器的研究进展

分子印迹聚合物与磁性纳米材料结合,制备成磁性分子印迹纳米敏感膜,这样做不仅可以发挥分子印迹聚合材料的优势,而且磁性纳米粒子可有效提高电化学传感器的灵敏度、稳定性以及生物相容性等。近年来将磁性分子印迹纳米敏感膜应用于电化学传感器制备成的磁性分子印迹电化学传感器得到了较快的发展。本文就近5年来磁性分子印迹电化学传感器敏感膜所用的磁性材料、敏感膜制备方法以及磁性分子印迹电化学传感器在环境、食品以及临床方面的应用进行了综述总结。     

三维石墨烯的制备及其在电化学生物传感器中的研究现状

三维石墨烯具有多孔网络结构、大的比表面积、高的导电性、优异机械性能和良好的生物相容性,作为电化学生物传感器电极材料在检测生物分子方面表现出优异的性能,是一种非常理想的电化学生物传感器电极材料。本文综述了三维石墨烯的制备方法及其在电化学生物传感器中最新的研究进展。