纳米材料在电化学生物传感器及生物电分析领域中的应用

纳米尺度上的生物分析化学是当今国际生物分析领域研究的前沿和热点.该文阐述了纳米粒子在电化学免疫传感器及电化学DNA传感器领域的应用,着重介绍了以纳米材料为载体设计新型的具有生物分子识别和电信号增强作用的纳米标记粒子在构建高灵敏电化学生物传感器以及多组分同时检测中的应用.     

以磁性金纳米壳和DNA为固载基质的第3代H_2O_2生物传感器

随着纳米材料的制备技术和表征手段的日趋成熟,纳米材料的介入为第3代生物传感器的发展提供了无穷的空间.最近,将不同尺寸的纳米微粒有机结合起来制备多功能的纳米材料已经成为新的研究方向.     

基于金纳米链标记抗体及HRP信号增强的电流型免疫传感器

酶联免疫分析将抗原-抗体反应的特异性与酶的高效催化放大作用相结合,因而极大地提高了免疫分析的灵敏度~([1]).本研究将均匀分散的碳纳米管修饰到预处理的电极表面,通过电化学还原氯金酸制成碳纳米管-纳米金复合基质用以固载抗体.同时制备了金纳米链(Au NCs)并标记二抗,结合辣根过氧化物酶(HRP),采用双抗体夹心分析模式,以心血管疾病标志物血清人N末端脑钠尿肽前体(NT-proBNP)为免疫蛋白模型,构建了高灵敏电流型酶免疫传感器.     

异双席夫碱配合物中性载体碘离子电极的研究

研究了以乙二胺、乙酰丙酮缩水杨醛异双席夫碱合钴(Ⅱ)为栽体的PVC膜电极,该电极对I-具有优良的电位响应特性并呈现反Hofmeister选择性行为,其选择性次序为I->Sal->SCN->ClO4->SO32->Br->NO2>Cl->Ac->NO3->SO42-.在pH 2.0的磷酸盐缓冲体系中,对I-在1.0×10-1～1.0×10-7mol/L.浓度范围内呈近能斯特响应,斜率为-50.7 mV/dec(26℃),检出限为3.9×10-8mol/L.采用交流阻抗技术和紫外可见光谱技术研究了电极的响应机理,结果表明配合物中心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行为之间有非常密切的构效关系.将电极初步应用于药物和食盐中碘的分析.     

以高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体金纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器

用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOx)于铂电极表面,并在葡萄糖溶液中加入高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体,制成了高灵敏的葡萄糖生物传感器.葡萄糖氧化酶吸附在纳米金颗粒表面上稳定且保持其生物活性;而电子媒介体的存在,显著提高了传感器的响应灵敏度.该传感器对葡萄糖响应的线性范围为1.2×10-8～6.2×10-6 mol/L,检出限6.2×10-9 mol/L(S/N=3).该生物传感器有效消除了抗坏血酸、尿酸的干扰,可用于人体血清中葡萄糖的测定.     

溶剂聚合膜pH电极作内电极的气敏电极的研究

研究了以中性载体为活性物的石墨内导平头溶剂聚合膜(SPM)pH电极作内电极的二氧化碳和氨气敏电极。电极的性能取决于中性载体的特性,其中以菸酸十八酯为内电极膜活性物的二氧化碳气敏电极和以二辛基十八胺为活性物的氨气敏电极性能较佳。二氧化碳气敏电极用作丙酮酸脱羧酶酶电极的原电极,其性能院于传统的以玻璃pH电极作内电极的二氧化碳气敏电极。     

基于双氨基三唑硫醚为中性载体的汞离子选择性电极的研究

研制了基于双氨基三唑硫醚为中性载体的阳离子选择性电极。实验表明,该电极对Hg2 具有良好的电位响应特性,在pH 2.0硝酸盐缓冲液中,电极电位呈近能斯特响应,线性响应范围为4.0 mg/L~20 g/L,斜率为33.4 mV/dec.(25℃),检出限为1.7 mg/L。该电极响应时间短(<10 s),pH范围较宽(1.3~3.3)。将该电极用于实际水样和二元混合溶液中Hg2 的检测,其结果令人满意。     

DNA-HRP/聚M-酪氨酸共修饰电极的制备及其电化学性能的研究

以聚L-酪氨酸膜为载体,固载DNA和辣根过氧化物酶(HRP)制备过氧化氢生物传感器.该传感器对H2O2表现出良好的催化还原特性,具有灵敏度高,稳定性好且易于制作等特点.其线性响应范围为:2.0×10-6～1.1×10-2 mol/L,检出限为8.0×10-7 mol/L (S/N=3).     

高灵敏电位型免疫传感器对乙型肝炎表面抗原的诊断技术研究

以乙型肝炎表面抗原和乙型肝炎表面抗体为模型免疫蛋白，对传染病的诊断技术进行了研究. 利用吸附在铂电极表面Nafion膜中负电性的磺酸基与乙型肝炎表面抗体(HBsAb)分子中的氨基阳离子之间的静电作用实现抗体的结合，同时通过纳米金(Au)增加抗体的固定量，以及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜的笼效应把乙型肝炎表面抗体和纳米金固定在铂电极上，从而制得高灵敏、高稳定电位型免疫传感器(PVB/Au/HBsAb/Nafion/Pt). 通过循环伏安法和交流阻抗技术考察了电极表面的电化学特性，并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究. 该免疫传感器具有制备简单、灵敏度高、线性范围宽、响应时间快(<3 min)、稳定性好、寿命长(>4个月)、选择性高等特点，将其用于病人的血清样品分析，其结果令人满意.     

水杨醛肟铜络合物中性载体高选择性水杨酸根电极的研究

采用合成的Schiff碱金属络合物水杨醛肟铜(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、镍(Ⅱ)为中性载体制备阴离子选择性电极。结果表明水杨醛肟铜(Ⅱ)对水杨酸根(Sal-)具有高选择性及优良的电位响应性能,电极呈现反Hofmeister选择性行为,其选择性次序为Sal->ClO4->SCN->I->NO2->NO3->Br->Cl->OAc->SO42-。采用交流阻抗技术和紫外可见光谱技术研究了电极的响应机理。该电极具有响应快、重现性好、检出限低和制备简单等优点。将电极用于药品及人体尿液分析,结果令人满意。