基于花状铂纳米颗粒构建的电致化学发光免疫传感器用于检测载脂蛋白A1

采用一锅合成法制备了新型的具有大比表面积的花状铂纳米颗粒（PtNFs）,并构建了一个高灵敏电致化学发光（ECL）免疫传感器用于检测载脂蛋白A1（Apo-A1）. 该PtNFs用于吸附二抗（anti-Apo-A1）,并用葡糖糖氧化酶（GOD）封闭其表面的非特异性位点,最终制备了PtNFs@anti-Apo-A1@GOD信号探针. 当Apo-A1存在时,通过夹心免疫反应将制备的信号探针捕获于电极表面,并将所制得的电极置于含有葡萄糖的过硫酸根底液中检测. GOD催化葡萄糖产生H₂O₂,H₂O₂在PtNFs的催化下分解并在电极表面原位产生O₂,所产生的O₂能够催化过硫酸根-氧气体系的电致化学发光反应,放大发光信号,提高检测灵敏度. 该传感器在0.1ng•mL^-1 ~ 100 ng•mL^-1范围内对Apo-A1有良好的线性响应,检测下限达到0.03ng•mL^-1,有望应用于临床分析诊断.     

基于CoFe(Ⅲ)PBA/GO过氧化物模拟酶化学发光法检测H2O2和抗坏血酸

制备了一种具有过氧化物酶活性的类普鲁士蓝/氧化石墨烯复合纳米材料(CoFe(Ⅲ)PBA/GO)。将具有过氧化物酶活性的CoFe(Ⅲ)PBA/GO和化学发光法相结合,构建了一种用于检测H₂O₂和抗坏血酸(AA)的化学发光分析法。CoFe(Ⅲ)PBA/GO催化H₂O₂产生的O₂·^-,·OH,1O₂自由基氧化Luminol会产生很强的化学发光信号,通过检测化学发光强度可以实现对H₂O₂的检测。该方法检测H₂O₂的线性范围为0~0.8μmol/L,检测限为11 nmol/L。利用AA作为活性氧消除剂可以抑制化学发光反应的特点,实现了AA的检测。该方法测定AA的线性范围为0.02~0.8μmol/L,检测限为20 nmol/L。方法已应用于H₂O₂消毒水中H₂O₂和维生素C片中抗坏血酸的检测。     

磁性印迹纳米粒子固定血红蛋白修饰磁性电极构建过氧化氢传感器

采用表面印迹技术,以磁性二氧化硅纳米粒子（Fe₃O₄@SiO₂ NPs）作为载体、血红蛋白（Hb）为模板分子、正硅酸乙酯（TEOS）为印迹聚合物单体,制备了Hb印迹Fe₃O₄@SiO₂的磁性印迹纳米粒子（MMIPs NPs）. MMIPs NPs具有磁性内核和血红蛋白印迹壳层的核壳结构,可以富集并固定Hb. 使用壳聚糖将MMIPs NPs固定于磁性电极表面,构建血红蛋白类酶生物传感器,研究了Hb对过氧化氢（H₂O₂）的催化活性. MMIPS NPS相比于磁性非印迹纳米粒子（MNIPS NPS）,催化电流增加了14.3%. 采用磁性电极,MMIPS NPS、Hb和O₂的顺磁性使得该类酶生物传感器对H₂O₂的催化电流增加了60.0%. 血红蛋白类酶生物传感器电流响应与H₂O₂浓度在25 ~ 200 μmol·L^-1间呈线性关系,检出限为3 μmol·L^-1（S/N=3）,表明该类酶传感器对H₂O₂具有良好的催化性能.     

基于Co3O4纳米粒子的“串联酶”活性检测葡萄糖的表面增强拉曼光谱策略

采用一种简单的湿化学法合成Co₃O₄纳米粒子(NPs),并将其作为一种"串联酶"(同时具有类过氧化物酶和类葡萄糖氧化酶活性)用于过氧化氢(H₂O₂)和葡萄糖的表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测。作为一种灵敏的SERS底物,在pH=4.0的NaAc缓冲液条件下,Co₃O₄NPs可以催化葡萄糖和O₂生成葡萄糖酸和H₂O₂。然后H₂O₂可以氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),形成蓝色氧化产物氧化TMB(oxTMB),其在1188、1330、1610 cm^-1处表现出强烈的SERS信号。因此,我们开发了一种新的SERS策略来分析葡萄糖,检测限为1×10^-10mol·L^-1,表明Co₃O₄NPs具有生物传感器、免疫分析和医学研究的潜力。     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

以城市污泥基氧化石墨烯为模拟酶比色传感检测H2O2

本研究构建了以城市污泥基氧化石墨烯(GO)为模拟酶的比色传感器用于定量检测H₂O₂。以城市污泥为基质利用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用GO具有过氧化物模拟酶的特性，能够催化H₂O₂与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应定量检测H₂O₂。结果显示，在最佳检测条件HAc-NaAc缓冲溶液pH 4.8、TMB溶液浓度30 mmol·L^-1和城市污泥基GO浓度460μg·mL^-1时，H₂O₂浓度在0.1～2μmol·L^-1和10～150μmol·L^-1范围内，与体系吸光度呈良好的线性关系，最低检测限为0.01μmol·L^-1。此方法对实际水样中H₂O₂含量进行检测，回收率在99%～103.77%之间。研究表明，城市污泥基GO具有与传统G...     

基于Nafion固定磷钼酸和石墨烯共修饰PEDOT膜电极的电化学过氧化氢传感器

以玻碳电极（GCE）为基底电化学聚合制得聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）膜修饰电极,再通过Nafion共固定磷钼酸和石墨烯构建了一种新型的无酶电化学H₂O₂传感器. 利用扫描电子显微镜（SEM）表征制得的修饰电极,并通过循环伏安法和计时电流法研究了传感器对H₂O₂的响应性能. 结果表明,在优化条件下,该传感器对H₂O₂还原具有良好的电催化性能,检测H₂O₂的线性范围为2.91×10^-6 ~ 1.83×10^-2 mol•L^-1,检出限和灵敏度分别为9.90×10^-7 mol•L^-1（S/N = 3）和112.5 μA•（mmol•L^-1）^-1. 此外,该传感器还具有良好的重现性和选择性.     

工况表征方法揭示燃料电池催化层中过氧化氢浓度（英文）

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,阴极氧还原反应(ORR)所产生的副产物(H₂O₂及其衍生物种)会进攻催化剂,造成性能衰减.该进攻被认为是M/N/C(M=Fe,Co,Ni等)型非贵金属氧还原电催化剂性能衰减的主要原因.因此,M/N/C催化剂的H₂O₂耐受性以及相关的衰减机制值得深入研究.为了准确评估M/N/C催化剂的H2O2耐受性及研究相关衰减机制,前提条件是选取合适的H₂O₂浓度.但是,由于缺乏相应的燃料电池工况表征方法,因而无法得知催化层中H₂O₂的真实浓度.本文发展了一种在燃料电池运行过程中检测催化层中H₂O₂浓度的工况探针方法.采用Pt网作为电化学探针,一面用纤维膜覆盖,另一面贴合质子交换膜,通过热压方法制备膜电极,保证探针位于膜和阴极催化层之间.在燃料电池运行过程中,在Pt探针上施加一个高的氧化电位,氧化转移到探针电极上的H₂O     

过渡金属-联咪唑-Dawson型钨磷酸盐杂化化合物的酶固定化性能

利用水热法和直接沉淀法, 设计合成了5例由过渡金属(TM)-联咪唑配阳离子与Dawson型钨磷酸阴离子构成的多金属氧酸盐(POM)基有机-无机杂化化合物[Ni(H₂biim)₃]₄[Ni(H₂biim)₂(P₂W₁₈O₆₂)₂]·2H₂O(1), [Co^III(H₂biim)₃]₂[P₂W₁₈O₆₂]·8H₂O(2), [Cu(H₂biim)₂]₃[P₂W₁₈O₆₂]·4H₂O(3), [Co^II(H₂biim)₃]₂H₂[P₂W₁₈O₆₂]·9H₂O(4)和 [Ni(H₂biim)₃]₃[P₂W₁₈O₆₂]·2H₂O(5); 并利用X射线单晶衍射分析(SC-XRD)、 红外光谱(IR)和热重-差热分析 (TG-DTA)等对其进行了表征. 化合物1~5作为载体用于固定辣根过氧化物酶(HRP)时, 显示出了较高的酶固定化能力. 另外, 利用圆二色光谱(CD)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等方法评价了固定化酶HRP/1~HRP/5的重复使用性、 储存稳定性和检测过氧化氢(H₂O₂)的性能. 由于该类POMs与HRP间存在强的相互作用, 利用简单的物理吸附法即可实现POMs对HRP的固载. POMs对酶的固定不但提高了HRP对使用及储存环境的耐受性, 同时也拓展了POMs在酶固定化领域的应用.     

基于多壁碳纳米管增敏材料的辣根过氧化物酶分子印迹电化学传感器的制备及对H2O2的检测

以辣根过氧化物酶(HRP)为蛋白质模板分子, 邻苯二胺(o-PD)为聚合单体, 首先将预先羧基化的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过阶跃电位法电沉积在玻碳电极上作为增敏材料, 然后在该电极上电聚合含HRP的邻苯二胺电沉积液形成一层聚合膜, 去除模板化合物后, 制得对HRP具有特异性识别能力的分子印迹聚合物(MIPs)膜; 利用聚邻苯二胺(POPD)的自探针效应构建了分子印迹电化学传感器. 该传感器的响应电流与HRP浓度在1.0×10 ^-10~1.0×10 ^-5 mg/mL范围内有良好的线性关系, 相关系数为0.991, 检出限为1.5×10 ^-11 mg/mL(S/N=3); 该传感器的响应电流与H₂O₂浓度在4.0×10 ^-7~1.4×10 ^-5 mol/L范围内有良好的线性响应, 相关系数为0.992, 检出限为2.6×10 ^-7 mol/L(S/N=3), 将该传感器用于实际样品H₂O₂的检测, 回收率在91.2%~97.1%之间. 建立了基于MIPs膜的HRP和H₂O₂双分析物传感器的制备方法, 该方法可应用于酶及其酶促底物双分析物传感器.     

基于层状二硫化钼纳米片比色检测亚锡离子

在醋酸/醋酸钠缓冲溶液(pH=4.5)中, 亚锡离子对层状二硫化钼(MoS₂)纳米片催化过氧化氢(H₂O₂)氧化邻苯二胺(OPD)的显色反应有很强的抑制作用, 据此构建了一种检测亚锡离子的比色传感器. 实验结果表明, 与不加MoS₂纳米片的OPD/H₂O₂比色传感体系相比, MoS₂/OPD/H₂O₂体系检测亚锡离子的灵敏度显著提高, 线性范围变宽. 在优化的条件下, MoS₂/OPD/H₂O₂传感体系检测亚锡离子的线性范围为0.02~3.0 μmol/L, 检出限为8 nmol/L (S/N=3). 该传感体系对检测亚锡离子具有高的选择性, 可用于湖水中亚锡离子的检测.     

过氧化氢调控藜芦醇介导木素过氧化物酶催化氧化邻苯三酚红研究

木素过氧化物酶(LiP)催化H₂O₂氧化邻苯三酚红(PR)反应的氧化产物受H₂O₂与PR的摩尔比控制, H₂O₂与PR的摩尔比不同, 所得降解产物不一样. 分析表明, H₂O₂在LiP催化氧化PR过程中的双重作用(即低浓度的H₂O₂是LiP的激活剂, 高浓度的H₂O₂是LiP的抑制剂)是导致上述现象的根本原因. 藜芦醇(VA)对LiP催化氧化PR的反应有促进作用, 尤其是当H₂O₂与PR的摩尔比较高时这种促进作用更为明显; 然而PR对LiP催化氧化VA的反应却有抑制作用. 后者可以用来解释为什么在用白腐菌降解染料时在培养液中常常检测不到LiP的藜芦醇活力. 分析表明, VA的存在不但促进了LiP酶中间体LiP(II)和/或LiP(III)向LiP的转化, 使LiP的催化循环加速, VA生成的VA^＋·也间接氧化了染料PR, 从而使PR的氧化速率提高.     

基于离子液体修饰介孔硅的免标记电化学免疫测定双组分肿瘤标志物

建立了一种可同时检测双组分肿瘤标志物的免标记电化学免疫测定方法,检测了人血清样品中癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）的含量. 在实验中,我们首先将二种电化学底物,二茂铁甲酸（FCA）和亚甲基蓝（MB）,分别结合在离子液体（IL）修饰的介孔硅（MPS）的孔道内,制备FCA-IL-MPS和MB-IL-MPS复合材料;然后将免疫探针涂覆在掺铟氧化锡（ITO）电极表面的不同部分;最后将CEA单克隆抗体（anti-CEA）和AFP单克隆抗体（anti-AFP）分别负载到两种材料的孔内,制得CEA和AFP的免标记免疫探针（anti-CEA/FCA-IL-MPS,anti-AFP/MB-IL-MPS）,组装得到双组分的免标记免疫传感器. 当该免疫传感器在含有抗原的样液中温育后,CEA和AFP抗原通过特异性免疫反应而结合到MPS孔道内. 由于形成的免疫复合物不导电且有一定的空间位阻,所以对电极表面的电子转移产生了阻碍. 根据ITO不同位置上响应电流的变化实现对CEA和AFP含量的同时测定. 本方法对CEA和AFP的检测线性范围分别为0.5～80 ng·mL^-1和0.5～100 ng·mL^-1,检测限分别为0.1 ng·mL^-1和0.1 ng·mL^-1（S/N=3）. 离子液体具有高导电率,能实现所构建体系信号的放大,使制备的免疫传感器具有良好的灵敏度.     

Pd/Al2O3催化剂制备的研究

乙酸、丙酸、正丁酸、百二酸、马来酸、柠檬酸和H₂PdCl₄在γ-Al₂O₃上的吸附符合Langmuir等温吸附规律。H₂PdCl₄在Al₂O₃上的平衡吸附量受溶液pH值的影响,在pH1.9-3.2范围内,pH值愈高,平衡吸附量愈大。多元有机酸对H₂PdCl₄在Al₂O₃上吸附的抑制作用比一元酸大,这一性质决定了由H₂PdCl₄溶液浸渍Al₂O₃时用多元酸(除马来酸外)作竞争吸附剂,可使Pd在Al₂O₃球上呈蛋白型和蛋黄型分布。     

模拟过氧化物酶催化性能的研究

过氧化物酶(POD)能催化H₂O₂氧化一系列氢供体(DH₂)转化成氧化型供体(D)。氢供体可以是邻联二茴香胺、4-氨基安替比林和苯酚及某些染料隐色体等。这类反应不仅可提供检测H₂O₂的灵敏方法,还可与产生H₂O₂的其它酶反应系统联用,测定葡萄糖、半乳糖、氨基酸、尿酸及胆醇等生物物质。     

经过吸附处理的Ti-Si沸石的IR和UV-Vis光谱研究

用IR和UV-Vis光谱对Ti-Si沸石吸附H₂O、H₂O₂、烯丙基氯后的变化情况进行了研究。观察到H₂O₂的吸附将引起Ti-Si沸石IR光谱中960cm^-1谱带的减弱,同时一个弱带在880cm^-1处形成;而在UV-Vis光谱中,吸附H₂O₂将导致一个新的电子跃迁带在425nm处形成。这时若吸附烯丙基氯,则可发现880cm^-1的弱带及UV-Vis425nm的宽带会进一步减弱,同时一个新的IR带重又出现在980cm^-1处。吸附H₂O₂后导致的IR880cm^-1弱带的出现及UV-Vis425nm宽带的出现均证实此时在沸石表面形成了过氧钛物种。推测骨架晶格钛可能在H₂O₂参加的氧化反应中起活性中心作用。     

Au单晶电极上H2O2的氧化反应研究

本文利用旋转圆盘电极系统研究了酸性介质中H₂O₂在Au(100)和Au(111)电极表面的电化学行为. 实验发现在Au电极上H₂O₂难以发生还原,但是当电位稍微正于H₂O₂氧化为O₂的平衡电势时即可发生氧化. 在Au(111)上H₂O₂氧化的起始电位比在Au(100)正0.1 V左右. Au(100)上的双桥位位点能增强反应中间体*OOH的吸附,可能是导致Au(100)上H₂O₂氧化反应超电势比Au(111)低的主要原因. 在较正电位区(E>1.2 V), 当电极表面被氧物种覆盖时,H₂O₂在两个电极上的氧化都会受到一定程度的抑制,这种影响在Au(111)上比Au(100)上更加明显,这与Au(111)上氧物种的生成与逆向还原可逆性差的趋势一致. 最后还将Au与Pt单晶电极上H₂O₂氧化的行为进行了对比分析.     

羧基功能化Fe3O4固定化酶反应器的构筑及性能研究

对固定化酶的载体进行功能化修饰,通过改善载体和酶的界面连接可使酶分子在载体表面形成高度有序的二维排列,从而提高酶的催化活性和操作稳定性.用柠檬酸修饰的Fe₃O₄磁性纳米粒子(CA-Fe₃O₄)易于磁性分离且表面富含羧基,可作为一种优良载体通过吸附法固定化氯过氧化物酶(CPO)构筑CPO@CA-Fe₃O₄酶反应器、共固定化CPO和葡萄糖氧化酶(GOx)构筑GOx&CPO@CA-Fe₃O₄级联酶反应器.将酶反应器应用于催化氧化结晶紫染料的脱色时,两种酶反应器均显示出良好的催化活性、对底物的亲和性与专一性、热稳定性,在实际水样中也有良好的应用效果.与CPO@CA-Fe₃O₄相比, GOx&CPO@CA-Fe₃O₄酶反应器因级联反应中H₂O₂的原位产生而表现出更优异的催化性能...     

溶解有机质对光照自然水体生物膜体系中H2O2生成的影响

通过模拟实验研究了生物膜胞外聚合物(EPS)和乙二胺四乙酸(EDTA) 2种典型溶解有机质(DOM)成分对自然水体生物膜体系中过氧化氢(H₂O₂)生成特征的影响, 并研究了体系初始pH值、 DOM浓度、 溶解氧(DO)等因素的影响. 结果表明, DOM的存在对自然水体生物膜体系中H₂O₂的生成有明显影响. 光照能促使EPS产生H₂O₂, 而EPS的存在对生物膜产生H₂O₂的直接影响不显著, EPS与生物膜共存体系中的H₂O₂由二者共同产生; EDTA本身不产生H₂O₂, 且对H₂O₂分解影响很小, 但会显著抑制生物膜产生H₂O₂, 且浓度越高抑制作用越明显. 体系pH值、 DOM浓度和DO均能不同程度影响EPS产生H₂O₂及EDTA抑制生物膜产生H₂O₂的作用.     

自然水体生物膜体系中过氧化氢浓度的影响因素

以过氧化氢(H₂O₂)为自然水体生物膜产生的活性氧(ROS)的代表, 通过模拟实验, 研究了水-自然水体生物膜体系中光/暗变化、 生物膜的避光预处理与数量、 有机配体和pH值对体系中H₂O₂浓度的影响. 结果表明, 光照可快速增加体系中H₂O₂浓度, 光照转为无光时体系H₂O₂浓度下降(约为光照时的2/3); 避光预处理会显著降低体系中H₂O₂的产生速率和浓度; 生物膜数量的增减会导致体系H₂O₂浓度的相应增减; 有机配体的存在会使体系内H₂O₂浓度下降(约1/2~1/3); pH=7和5的体系中H₂O₂的浓度高于pH=9的体系(高出约1.5倍). 上述各因素主要通过影响生物膜生产H₂O₂、 H₂O₂自然分解和生物膜去除H₂O₂ 3种作用来影响体系H₂O₂浓度.