基于核酸适体的新型液晶生物传感用于检测血小板源性生长因子BB

利用核酸适体与其靶分子具有高度特异性结合的原理,建立了基于液晶取向改变的以核酸适体为捕获探针用于检测血小板源性生长因子BB(Platelet-derived growth factor BB,PDGF-BB)分子的新型液晶生物传感方法。核酸适体通过戊二醛偶联固定在3-氨丙基三乙氧基硅烷/N,N-二甲基-N-十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵[(3-Aminopropyl)trimethoxysilane/N,N-dimethyl-N-octadecyl(3-aminopropyl)trimethoxysilyl chloride,APTES/DMOAP]混合自组装的传感基底表面,当靶分子PDGF-BB存在时,可与核酸适体发生特异性作用结合于传感基底表面,根据生物分子的空间尺寸效应能诱导液晶分子取向发生变化,从而引起光学信号的亮度和色彩发生改变,实现对PDGF-BB的快速检测。本方法具有操作简单、选择型好、灵敏度高的特点,在PDGF-BB浓度为5 nmol/L时仍可观察到明显的光学信号变化。     

基于石墨烯修饰电极的电化学生物传感

石墨烯是一种具有单原子厚度的二维碳纳米材料,具有大的比表面积、高的导电性和室温电子迁移率,以及优异的机械力学性能.石墨烯还具有电化学窗口宽,电化学稳定性好,电荷传递电阻小,电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性.化学修饰石墨烯,特别是氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO),可以被宏量、廉价地制备出来.它们具有可加工性能,可以被组装、加工或复合成具有可控组成和微结构的宏观电极材料.因此,石墨烯及其化学修饰衍生物是用于电化学生物传感的独特而诱人的电极材料.例如,GO是一种化学修饰石墨烯,也是石墨烯的重要前驱体;其边缘具有大量的羧基可用于共价固定酶,从而能实现酶电极的生物检测.在GO上的不可逆蛋白吸附也可以促进蛋白质的直接电子转移以提高其电化学检测性能.但是,GO大量的含氧官能团破坏了石墨烯本征的共轭结构,降低了其电学性能并限制了其实际应用.GO可以通过化学、电化学、热还原等技术转化成rGO,从而能部分修复其共轭结构,提高其导电性与传感性能.另一方面,石墨烯是一种零带隙材料;原子掺杂可以调控其能带结构,提高其电催化性能.石墨烯材料也常常需要通过与其它功能材料的复合进一步改善其可分散与可加工性能,提高其电催化活性和电化学选择性.本文综述了本征石墨烯(包括GO,rGO和掺杂石墨烯)以及石墨烯与生物分子、高分子、离子液体、金属或金属氧化物纳米粒子等复合材料修饰电极在检测各种生物分子方面的研究进展,并对该研究领域进行了展望.     

水热法合成纳米氧化铜及其对盐酸异丙嗪的电化学传感研究

采用简单的水热法一步反应,制备了尺径均一的纳米氧化铜颗粒并构建了纳米氧化铜修饰电极。结果表明,该修饰电极对盐酸异丙嗪的电化学氧化有显著的电催化作用,研究了各种因素包括pH值、修饰剂用量、扫速以及共存离子等对电极响应的影响,优化了各项测试条件。该方法测定盐酸异丙嗪的线性范围为0.5~150μmol/L,检出限为1.3×10-7 mol/L,同时成功测定了药物中盐酸异丙嗪的含量。     

基于单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精修饰金电极对L-半胱氨酸的快速灵敏检测

将单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精(HS-β-CD)通过金硫键自组装在金电极(GE)表面, 构建了一种简单、 快速、 灵敏的超分子识别L-半胱氨酸(L-Cys)的电位型电化学传感器. 通过循环伏安法和交流阻抗法研究了膜表面的电化学行为; 通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了电极表面的膜组装效果, 其作用机制是固定在金电极表面的HS-β-CD空穴可通过分子间作用力吸附结合带负电的L-Cys, 使电极表面的膜电位发生改变, 导致对L-Cys的超分子选择性识别作用, 从而实现对L-Cys的定量分析. 在优化的实验条件下, 该电极在pH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中对L-Cys有良好的电位响应性能, 线性范围为1.0×10 ^-7~1.0×10 ^-4 mol/L, 斜率为(-65.29±1.0) mV/pc(25 ℃), 检测下限达到6.0×10 ^-8 mol/L; 电极响应速度快、 稳定性和重现性好、 抗干扰能力强. 将该电极用于实际猪血清和猪尿液样品中L-Cys含量的测定, 回收率为95.0%~104.7%, 表明该新型电极在生命科学等领域具有良好的应用前景.     

纳通道的物质传输特性及应用

近年来,随着材料科学、微纳加工技术和微纳尺度物质传输理论的发展,纳通道技术得到了越来越多的研究和关注。纳通道包括生物纳通道和人工纳通道,其孔径通常为1~100 nm。在这一尺度下,通道表面与通道内物质之间的作用概率大大增强,使得纳通道表现出许多与宏观体系不同的物质传输特性,例如通道表面电荷与通道内离子之间的静电作用产生了离子选择性,通道内电化学势的不对称分布产生了离子整流特性,物质传输过程中占据通道产生了阻塞脉冲特性等。纳通道中的这些物质传输特性在传感、分离、能源等领域具有广泛应用,例如通过对纳通道进行功能化修饰可以实现门控离子传输;利用亚纳米尺度的通道可以实现单分子传感;利用通道与传输物质之间的相互作用可以实现离子、分子、纳米粒子的分离;利用纳通道的离子选择性可以在通道内实现电荷分离,将不同形式的能量（如光、热、压力、盐差等）高效转化为电能。纳通道技术是化学、材料科学、纳米技术等多学科的交叉集合,在解决生物、环境、能源等基本问题方面具有良好的前景。该文综述了近10年来与纳通道物质传输理论以及纳通道技术应用相关的前沿研究,梳理了纳通道技术的发展过程,并对其在各个领域的应用进行了总结与展望。     

薄膜基荧光传感检测的研究进展

薄膜基荧光传感器是继离子迁移谱之后,业界公认的一种最具发展潜力的微痕量物质探测技术.由于其具有灵敏性、便携性、实时检测、响应速度快、易于制造、不污染待测体系等优点,在食品检测、环境监测、质量控制和生物医学分析等领域引起了广泛的关注和研究.本文主要综述了近年来薄膜基荧光传感在挥发性气体检测、有毒化学品检测、爆炸物检测、溶液相离子检测以及生物监测等领域的研究进展,并提出了薄膜基荧光传感所面临的挑战与未来的发展方向.     

囊泡型荧光纳米界面的构建及其对CD44蛋白的比例型传感

本文设计合成了两亲性Eu(Ⅲ)配合物(Eu L^3+)、两亲性香豆素衍生物(CA)以及荧光素修饰的透明质酸(HA-FA).Eu L^3+和CA可在水中共组装形成带正电荷的囊泡型荧光纳米界面(Eu L^3+/CA).HA-FA可通过静电引力络合在Eu L^3+/CA表面,促使CA与FA之间发生有效的荧光共振能量转移,体系的荧光发射以荧光素的绿色荧光为主.当肿瘤细胞标识物CD44蛋白与络合在囊泡表面上的透明质酸发生特异相互作用后,降低了CA与FA之间的能量转移效率,体系的荧光发射从绿色转变为蓝色.据此,实现了对CD44的高灵敏检测(DL=1.79×10^-7g/m L),而所测试的氨基酸、蛋白质等生物分子几乎不对荧光纳米界面的荧光性质产生影响.基于此,我们成功地将Eu L^3+/CA/HA-FA用于人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231悬浮液中CD44蛋白的高效检测,该工作为构建新型CD44蛋白荧光探针提供了思路,为癌症早期诊断和治疗奠定了基础.     

以二乙氨基乙基交联葡聚糖凝胶为基质的铝荧光传感层

本文基于Ａｌ＾３＋离子对电价键固定在二乙氨基乙基交联葡聚糖凝胶上的水杨基荧光 酮的可逆荧光淬灭作用，研制了测定Ａｌ＾３＋离子浓度的荧光传感层。     

基于液晶光调制器的夏克-哈特曼波前探测技术

微透镜阵列是夏克-哈特曼波前探测器的关键器件。利用液晶器件的空间相位调制特性,可实现微透镜阵列功能,且具有孔径和焦距可变的优点。论述了基于液晶光调制的夏克-哈特曼波前探测校正技术的特征、技术进展、及应用前景。