光纤SPR传感器的结构、膜材与应用进展

光纤表面等离子共振(Fiber optic surface plasmon resonance,FO-SPR)传感器由于体积小、易携带、抗电磁干扰等优点在生物、化学、医学及食品领域均具有广阔的应用前景。该文综述了光纤SPR传感器的结构、膜材料及其应用进展。其中终端反射式和在线传输式是光纤SPR传感器最重要的两种结构;最常用的膜材料包括金膜、银膜、复合膜和金属纳米颗粒。基于光纤SPR的实时检测、抗干扰能力强、可多通道检测等特点展望了其未来发展与应用前景。     

基于Ru(bpy)32+/AuNPs/Nafion电化学发光传感器检测已烯雌酚

利用柠檬酸钠还原氯金酸制得金纳米粒子(AuNPs),基于AuNPs/Nafion与Ru(bpy)32+之间的静电引力,制备了Ru (bpy) 32+/AuNPs/Nafion电化学发光传感器.采用循环伏安法和电化学发光法对该传感器进行了表征,结果表明该传感器具有良好的稳定性和重现性,可实现对已烯雌酚的检测.在pH=7.0的0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(PBS,含0.05 mol/L三正丙胺)中,当已烯雌酚与修饰电极作用15 min时,电化学发光强度减少值与已烯雌酚浓度的负对数在1.0×10-10～5.0×10-7 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为6.0 X 10-11 mol/L.对1.0×10-8 mol/L已烯雌酚平行测定11次,相对标准偏差为2.7％.测定已烯雌酚实际样品的加标回收率在98.0％～104.5％之间.     

基于表面重建螺旋型铂铱电极的葡萄糖生物传感器

通过对螺旋型铂铱电极表面进行化学腐蚀和电化学沉积铂纳米粒子实现电极表面的重建和优化,研究了螺旋型铂铱电极在不同腐蚀时间和电沉积时间下的形貌及对过氧化氢(H2O2)的催化活性.对表面重建的工作电极涂覆氧化酶和半透膜,制备出了铂纳米粒子/葡萄糖氧化酶/环氧聚氨酯酶电极,并将其用作葡萄糖传感器的工作电极.传感器计时电流检测结果表明,表面重建后的酶电极传感器对葡萄糖的检测范围扩大为2~45 mmol/L,优于裸铂铱酶电极传感器,电流响应值和灵敏度得到明显提升,同时传感器还具有良好的稳定性和选择性.     

基于含有活性铜的碳点电化学传感器选择性检测尿酸

采用水热法制备了含有活性铜的碳点,利用荧光光谱和紫外可见吸收光谱对其光学性质进行了表征.通过电沉积法将其修饰于玻碳电极表面, 构建了电化学生物传感器,采用循环伏安法、交流阻抗法和差分脉冲伏安法对电极的电化学行为进行了考察, 并对其电化学反应机理进行了探讨.结果表明,此传感器对尿酸具有良好的电催化效果,可有效消除抗坏血酸和多巴胺等物质的干扰.在最佳条件下,氧化峰电流与尿酸的浓度在1.00~300 μmol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限为0.30 μmol/L(S/N=3).此传感器具有制作简单、选择性好、灵敏度高和线性范围宽等优点,有望应用于实际样品的检测.     

催化发光法同时测定空气中的甲醛、苯和二氧化硫

基于甲醛、苯和二氧化硫在纳米Ti3CeY2O11上的催化发光有交叉敏感现象,在3个波长处分别确定甲醛、苯和二氧化硫浓度与催化发光信号强度的响应关系,再依据发光信号强度的叠加性特征即可获取甲醛、苯和二氧化硫的准确浓度,据此建立了同时测定空气中甲醛、苯和二氧化硫的新方法.3个分析波长分别为420、535和680 nm,敏感材料表面温度为280℃,载气流速为130 mL/min.本方法对甲醛、苯和二氧化硫的检出限(3σ)分别为0.04、0.05和0.10 mg/m3,线性范围分别为0.08~75.60 mg/m3、0.10~101.40 mg/m3和0.30~115.00 mg/m3, 回收率分别为96.4%~103.7%、97.8%~102.5%和97.2%~103.3%.常见共存物,如乙醛、甲苯、硫化氢、氨、甲醇、乙醇和二氧化碳等不干扰测定.连续200 h通浓度均为50 mg/m3的甲醛、苯和二氧化硫混合气体,发光强度的相对偏差≤2%,表明此纳米级复合氧化物对甲醛、苯和二氧化硫的敏感性的寿命长.本方法充分利用了交叉敏感现象,可以实现空气中甲醛、苯和二氧化硫的在线分析.     

基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究

以DNA杂交双链为联接, 构建纳米金颗粒Core-satellites结构并激发等离子体耦合增强效应,利用Hg2+可与DNA中胸腺嘧啶T形成T-Hg2+-T特异性结构,研制了用于检测水中Hg2+的局域等离子体共振(LSPR)光纤传感器.待测溶液中的Hg2+能够引起富含T的DNA单链折叠,抑制DNA杂交反应,降低等离子体耦合强度,改变LSPR谐振波长.通过检测谐振波长红移变化,实现对Hg2+浓度的定量检测.本方法检测Hg2+的线性范围为5~150 nmol/L, 检出限为3.4 nmol/L (3σ). Zn2+、Mg2+、Pb2+等重金属离子对Hg2+检测无明显干扰作用.实际水样中Hg2+加样回收率为94.2%~105.4%,相对标准偏差<4.8%.     

基于金纳米颗粒负载的金属有机骨架材料的癌胚抗原传感器的研制

以负载Au的金属有机骨架材料(AuNPs/Cu-TPA)标记CEA抗体(Ab2)为信号探针,通过电还原的方法将氧化石墨烯还原到电极上,研制了一种捕获CEA抗体(Ab1)的电化学免疫传感器,并将其应用于癌胚抗原(CEA)检测.所合成的MOFs材料中含有大量Cu2+,且电化学信号比较稳定,因此可以通过检测MOFs材料中Cu2+的信号实现对CEA的检测.此信号探针不需要预处理和酸处理,易负载贵金属从而固定抗体,大大简化了检测步骤并缩短了检测时间.此传感器对CEA的检测灵敏度好,操作简便.在最优实验条件下,此传感器的线性范围为0.1～ 80 ng/mL,检出限为0.03 ng/mL,线性相关系数为0.9887,可用于真实样品中CEA的测定.     

钯纳米粒子修饰的三甲氧苄啶分子印迹膜传感器的制备及其识别性能研究

采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为功能单体、钯纳米粒子为掺杂剂、马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂,在玻碳电极上热聚合具有三甲氧苄啶(TMP)识别性能的钯纳米材料修饰的分子印迹传感膜.采用扫描电镜及红外光谱对合成的钯纳米材料、印迹传感膜的形貌及其结构进行了表征;采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对钯纳米粒子掺杂的印迹电极与无掺杂电极的电化学性能进行了研究.结果表明,纳米粒子掺杂的印迹电极与无掺杂电极的表面形貌及电化学性能明显不同.差分脉冲伏安法(DPV)表征结果表明,TMP的浓度在5.0×10-7~4.0 ×10-3 mol/L范围内与脉冲峰电流呈良好的线性关系(R=0.9995),检出限为3.2×10-8 mol/L (S/N=3).此钯纳米粒子掺杂的印迹传感器具有较高的灵敏度.即时电流测定结果表明,新诺明(SMZ)、磺胺嘧啶(SDZ)、葡萄糖 (Glu)、尿素 (Urea)对三甲氧苄啶(TMP)的测定不产生干扰.将此印迹传感器用于实际样品中TMP的检测,加标回收率为96.8%~102.0%.     

二氧化硅纳米均孔膜修饰电极检测化妆水中的抗氧化剂

制备了氧化铟锡(ITO)电极支撑的二氧化硅纳米均孔膜,保留胶束模板在纳米通道内,得到二氧化硅和胶束复合膜修饰的电极,并将其用于化妆品中丁基羟基苯甲醚和叔丁基对苯二酚的电化学检测。该均孔膜孔径2.3 nm,具有精确的尺寸筛分能力;胶束尾部的碳氢长链提供了疏水微环境,能够在水溶液中快速萃取和富集疏水有机分子。该电极对两种抗氧化剂的检测均获得了较好的灵敏度、线性范围和检测限,加标回收率分别为96.4%和104%,表明该电化学传感器具有一定的应用潜力。     

基于共轭聚合物的近红外光传感器

近红外光(NIR)传感器在军事警戒、空间勘探、科研检测、医疗诊断等领域有着极为重要的应用价值。传统的NIR传感材料主要是基于半金属的无机材料,借助窄带隙来吸收低能量的NIR而改变材料自身的电导率,继而实现检测。无机传感材料由于加工繁琐、不具备柔性、成本高昂以及难降解等因素致其进一步发展受到限制。新兴的共轭聚合物材料通过光热转换或者能级可调的光电效应实现对NIR的高灵敏传感,同时能够实现快速响应。该类聚合物材料具有π电子离域的共轭结构,同样具有较窄的带隙,在NIR照射下能够通过自身电导率的改变或光热转换作用将热量传递至其他超热敏材料来实现对光的检测。借助柔性、环境友好、制备简单、便于掺杂、灵敏度高等优势,共轭聚合物材料为新一代NIR传感器的应用与普及开辟了新的前景。