脱氧核糖核酸在电极表面的固定化研究进展

介绍了电化学脱氧核糖核酸(DNA)传感器的原理并重点评述了DNA在不同材料电极表面的固定化技术,对比了吸附法、自组装法、亲和素一生物素法、共价键合法以及组合法固定DNA在构建电化学DNA传感器中的应用。参考文献77篇。     

电化学DNA生物传感器定量检测根癌农杆菌终止子基因片段

通过自组装法及共价法固定单链脱氧核糖核酸(ssDNA),制备了电化学DNA生物传感器。将巯基丙酸(MPA)自组装于金电极表面形成单分子膜,再利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的活化作用将ssDNA探针序列固定于金电极表面。将ssDNA修饰的电极与待测溶液中人工合成的转基因食品中常有的根癌农杆菌终止子(NOS)基因片段进行杂交,在[Fe(CN)6]3-/4-溶液中进行循环伏安和电化学阻抗谱扫描,表征ssDNA固定及杂交过程。优化了ssDNA固定条件。待测溶液中DNA浓度在1.0×10-7～1.0×10-10mol/L范围时,其浓度的对数值和ssDNA/Au电极与dsDNA/Au电极峰电流差值的变化值呈线性相关关系,相关系数为0.9822,检出限为8.1×10-11mol/L。     

铽氧化物电极表面的XPS和电化学循环伏安分析

以热分解工艺制备铽氧化物电极，采用ＸＰＳ和电化学循环２伏安法分析铽氧化物的表面特征和在７００℃高温ＮａＣｌ－ＫＣｌ熔体中析氯过程的行为。ＸＰＳ分析表明，热分解产物表面成分为非化学计量，有结构缺陷的混合价态铽的氧化物；电极表面的循环极化反应映出Ｃｌ＾－的特性吸附和电解质中电极表面结构变化过程；循环伏安分析揭示了表面氧化物的氧化还原行为及在电催化过程中的作用。通过测定循环伏安电量研究电催化剂制备时温度     

2-吡啶甲酸在玻碳电极表面的电化学行为

在乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,利用循环伏安法与线性扫描伏安法研究了2-吡啶甲酸在玻碳电极上的电化学行为。通过数值拟合,确定了2-吡啶甲酸在不同酸度下离解状态的分布,探讨了扫描速率、浓度等因素对其电化学特性的影响,并对其在玻碳电极表面的电极反应机理进行了推断。研究结果表明,2-吡啶甲酸在玻碳电极上发生的是一个不可逆的电化学还原反应,电极过程表现为吡啶环上的羧基的电化学还发生两个电子的转移生成醛。     

细胞色素c在2-巯基嘧啶衍生物修饰金电极上的直接电化学

用循环伏安法研究了2-巯基嘧啶(MP)、4-氨基-2-巯基嘧啶(AMP)及4,6-二氨基-2-巯基嘧啶(DAMP)自组装修饰金电极的制备及其对细胞色素c直接电子传递的促进作用。用扫描电子显微镜(SEM)表征了2-巯基嘧啶衍生物修饰金电极的表面形貌。细胞色素c在MP、AMP修饰金电极上能进行准可逆的电化学反应,氧化还原峰电位差(ΔEp)分别为61 mV和86 mV,氧化与还原峰电流比ipa/ipc接近1,峰电流与电位扫描速率平方根(v1/2)呈正比,是扩散控制的准可逆过程,异相电子迁移速率常数(Ks)分别为1.4×10-3cm·s-1和5.1×10-5cm·s-1。金电极在2.0 mmol·L-1MP、AMP溶液中分别浸泡3 h和9 h,促进效果较好。随2-巯基嘧啶环上取代氨基数的增加,对细胞色素c电化学反应的促进作用及电极的稳定性逐渐减弱,即MP>AMP,而DAMP基本无促进作用。     

肾上腺素在脱氧核糖核酸修饰金电极上的电化学行为及铅离子的影响

用干燥／吸附法制备了脱氧核糖核酸(DNA)修饰金电极(DNA／Au)，采用循环伏安法、计时库仑法、微分脉冲伏安法、交流阻抗以及紫外光谱法研究了肾上腺素(EP)在该电极上的伏安行为及Pb^2 产生的影响。结果表明：在5mmol/L pH7．7Tris底液中，EP在DNA／Au上产生一不可逆的氧化峰(Ep＝0．16V)。该峰较EP在裸金电极上的峰(Ep＝0．11V)电位为正，灵敏度高。在有Pb^2 存在时，峰电位负移，峰高增大。微分脉冲峰高与EP浓度在0．5-75μmol/L范围内呈线性关系。氧化峰为扩散控制为主并兼有弱的吸附性。本文还探讨了其电极反应的机理，认为在无Pb^2 的情况下，EP与DNA的结合是EP嵌入DNA中为主并兼有一定程度的静电吸附。有Pb^2 存在的情况下EP是以EP-Pb^2 嵌入DNA的双螺旋结构中和通过静电吸附在DNA骨架上的Pb^2 为桥梁与DNA结合。     

基于铂薄膜电极的电化学型甲醛传感器

制做了液相体系中以铂薄膜电极作为工作电极的甲醛电化学传感器。利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对铂薄膜电极的物相和表面形貌进行表征。在外加电压为0.7 V,电解液H2SO4溶液浓度为0.1mol/L时,传感器的响应信号与甲醛浓度在0.561~18.71μmol/L之间呈现良好的线性关系,线性方程为Y=0.4085c+2.746(R2=0.9904),传感器对甲醛的响应时间(T 90)约为60 s。     

铜(Ⅱ)-三氮唑偶氮络合物与脱氧核糖核酸相互作用的电化学行为

运用电化学方法研究了铜（Ⅱ）－三氮唑偶氮（2－[2,3,5-三氮唑偶氮]-5－二甲氨基苯甲酸，TZAMB）络合物与脱氧核糖核酸（DAN）的相互作用。在pH2.5(0.05mol/L）邻苯二甲酸氢钾（PBS）缓冲溶液中，DNA与Cu(Ⅱ）－TZAMB络合物形成一种电惰性结合物，使Cu（Ⅱ）－TZAMB络合物的还原峰电流减小。通过循环伏安法、盐效应以及紫外－可见吸收谱证实了是由Cu(Ⅱ）－TZAMB络合物与DNA形成一种插入式的电惰性结合物而使其峰电流下降。根据这种峰电流下降可以测定DNA，测定结果令人满意。     

基于碳纳米管的化学修饰电极及电化学生物传感器的研究进展

综述了碳纳米管的结构、合成、纯化、功能化、分散及基于碳纳米管的化学修饰电极和电化学生物传感器的研究进展。     

舒乐安定在铂离子注入修饰电极上的电化学行为及其应用

舒乐安定在0.1 mol/L NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH 9.40)中,用线性扫描伏安法,在Pt/GC离子注入修饰电极上,形成一良好的线性扫描伏安还原峰,峰电位Ep=-0.70V(vs.SCE)。其峰电流与舒乐安定浓度在3.0×10-9-1×107和1×10-7-1.5×10-6mol/L范围内呈线性关系,相关系数均为0.9999,检出限为3.0×10-9mol/L。并用于片剂的测定,回收率在96.5％～98.5％之间,结果是可靠的。用循环伏安法研究了体系的性质。实验表明,电极过程为不可逆吸附。用AES、XPS和SEM等表面分析方法证明,Pt离子确实注入到玻碳基体电极表面,Pt以原子态存在,催化了舒乐安定的还原。     

单链脱氧核糖核酸在石墨电极表面固定化的研究

用５％（Ｖ／Ｖ）３－氨基丙基三乙氧基硅烷（ＰｒＮＨ２硅烷Ⅱ）在石墨电极表面硅烷化以导入氨基（－ＮＨ２）,然后用乙基－（３－二甲基丙基）碳二亚胺盐要卤）ＥＤＣ）关活化剂,将单链ＤＮＡ（共价固定在石墨电极表面。采用显微分光光度法、红外光谱法和电化学方法对电极表面的ｓｓＤＮＡ层进行了表征,并用紫外－可见光谱法对电极表面固定化ｓｓＤＮＡ的杂交特性进行了研究。结果表明,ｓｓＤＮＡ可以比较均匀地固定在石墨电极     

基于碳纳米管修饰电极/鸟嘌呤电化学体系的固体电位型pH传感器

根据鸟嘌呤在短单壁碳纳米管修饰玻碳电极(S-SWCNT/GCE)上发生的电催化氧化特性,及其氧化电位对支持电解质溶液的pH值具有灵敏的响应,制备了以鸟嘌呤为指示剂的固体电位型pH传感器。在优化各种影响因素后,其电位在pH2.0~12.0范围内具有线性响应,回归方程为Epa(V)=-0.0497pH 0.8931。该传感器制备简单,使用方便,响应时间<20 s。在pH响应范围内待测液中离子强度对测定没有影响。酸碱滴定终点具有明显的突跃。对Na 、K 和Ca2 的选择性系数小。已成功地应用于实际样品的测定。     

2-氨基吡啶修饰电极的电化学性质及对抗坏血酸的测定

研究了２－氨基吡啶聚合膜修饰玻碳电极的制备及其电化学性质,并用于抗坏血酸（ＡＡ）的测定。在ｐＨ５．７ＢＲ缓冲溶液中,ＡＡ在 ２－氨基吡啶修饰电极上产生一灵敏的氧化峰,峰电流与ＡＡ浓度在４ × １０－６～１０－３ｍｏｌ／Ｌ范围内呈良好的线性关系,检测下限为 １．３ × １０－６ｍｏｌ／Ｌ。该电极对 ＡＡ有增敏作用,对多巴胺（ＤＡ）有排斥作用,重现性良好,可用于ＡＡ的测定。     

铁氰化镧修饰电极的制备及表征

An electroactive polynuclear inorganic compound of rare earth metal hexacyanoferrate, lanthanum hexacyanoferrate (LaHCF), was prepared by electrochemical deposition on the surface of a glassy carbon electrode with a potential cycling procedure. The cyclic voltammogram of LaHCF exhibits a pair of well-defined redox peaks with the formal potential of 208 mV (vs. SCE) at a scan rate of 100 mV/s in 0.2 mol/L NaCl solution and the redox peak currents increase linearly with the square root of the scan rate up to 1000 mV/s. The effects of the concentration of supporting electrolyte on the electrochemical characteristics of LaHCF were studied by voltammetry. LaHCF was also characterizated by scanning electron microscope (SEM), FTIR and XPS techniques.     

尿酸在普鲁士蓝修饰电极上的电化学行为及其分析应用

用恒电位电解法制备了普鲁士蓝修饰玻碳电极,研究了尿酸(UA)在该电极上的电化学行为,并提出了一种新的用于检测UA的方法。在 0. 1mol/L(pH5. 0 )的醋酸缓冲溶液中, 0. 100mol/LKCl作为支持电解质,UA在普鲁士蓝修饰电极上于 0. 470V处产生一灵敏的氧化峰,方波伏安法测定其氧化峰电流与UA浓度在 2. 5×10-6 ~2. 0×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为 0. 9986,检出限为 1. 1×10-6 mol/L。该电极制作简单,重现性良好,可用于UA的测定。     

水杨酸在改性钠基蒙脱土修饰电极上的电化学行为及测定

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对钠基蒙脱土进行改性,并用红外光谱、X衍射对CTAB-NaMMT进行表征,制备了改性钠基蒙脱土修饰电极(CTAB-NaMMT-CMC/GCE),研究了水杨酸在该修饰电极上的循环伏安行为.结果表明,在pH 0.8的H_2SO_4-Na_2SO_4电解质溶液中,SA在1.19 V出现一明显的氧化峰,在40 ～400 mV/s范围内,其氧化峰电流与扫描速率的平方根(v~(1/2))呈良好线性关系,表明电极过程为受扩散控制不可逆过程.测得SA在该修饰电极上的反应电子数、质子数、传递系数及扩散系数分别为2、2、0.389、1.275×10~(-6) cm~2/s.方波溶出伏安法的氧化峰电流(I_(pa))与SA浓度在8.0×10~(-7) ～1.25×10~(-4) mol/L范围内呈良好的线性关系(r=-0.999 6),检出限为2.27×10~(-7) mol/L,加标回收率为96% ～101%.     

纳米碳管修饰铂结合溶胶-凝胶固定酶制备高性能胆碱生物传感器

为了提高胆碱传感器的灵敏度和抗干扰性,以纳米碳管修饰铂电极为基础电极,采用溶胶-凝胶法固定胆碱氧化酶(ChOx),构建了电流型胆碱检测生物传感器,对纳米碳管修饰电极的电化学特征进行分析,得知纳米碳管的引入不仅使电极对H2O2的催化电流增大,同时降低了电催化所需的恒定电位。讨论了缓冲液介质、pH值、酶负载量对传感器响应的影响。研究表明,所制备的传感器在pH 7.2、电位为0.15V条件下对氯化胆碱的线性响应范围为5.0×10-6~1.0×10-4mol/L;检出限为5.0×10-7mol/L;灵敏度为9.48μA/mmol/L。传感器的稳定性好,经过1个月,仍可保持初始电流的85%。抗干扰能力有很大提高。用于人体血清中的胆碱浓度测定,结果令人满意。     

光谱法和电化学法研究甲硫氨酸二肽与DNA的相互作用

利用紫外-可见光谱、荧光探针、循环伏安等方法研究了甲硫氨酸二肽(Met-Met)与DNA的相互作用.结果发现:加入甲硫氨酸二肽后,DNA-Met-Met体系的紫外光谱呈减色效应,同时甲硫氨酸二肽的加入使得EB-DNA荧光强度减弱;循环伏安法表明,DNA的加入使得甲硫氨酸二肽的峰电流减小,峰位负移;Stern-Volmer方程说明二肽对DNA-EB的作用属于静态猝灭.这几种方法的实验结果都表明两者的作用模式为静电结合,多种计算方法得到两者作用的结合常数达到103 L/mol.