单核苷酸多态性电化学生物传感检测研究进展

作为第3代遗传标记物,单核苷酸多态性分析在实现遗传疾病的早期医学诊断以及发病机理研究等方面具有非常重要的意义,已成为当今分析化学和生命科学研究的热点领域。电化学生物传感器因具有灵敏、检测装置轻便价廉且易于微型化、自动化等优点,近年在单核苷酸多态性检测分析中得到了迅速的发展。该文简述了单核苷酸多态性生物传感检测的识别原理、电化学生物传感检测方法及信号放大策略,综述了近年来的研究进展,并对未来的发展方向作了展望。     

电化学生物传感应用于体外检测的研究

电化学生物传感技术以它独特的检测、分析方法以及在临床检测中潜在的应用,近年来受到研究者越来越多的关注。癌症生物标志物的早期检测能够使得患者在癌症发展至晚期前得到治疗,增加患者存活率。此外,生物标志物能够用于确定疾病的复发,以及患者在接受化疗、放疗和外科治疗之后的后续评估。本文主要论述了现有癌症生物标志物检测的设备和方法,并对这些方法的优点和不足作了简单的评述。另外,介绍了体外诊断设备的发展现状和电化学传感技术的特点,并对癌症早期的主要生物标志物进行了介绍,以及着重论述了电化学传感技术应用于临床靶向生物标志物检测的研究进展。此外,还展望了电化学生物传感技术未来的研究方向和发展趋势。从目前的的研究来看,电化学传感技术在体外诊断和临床检测癌症生物标志物等方面存在着较大的应用潜质,有望成为生物、医学、环境等领域重要的研究技术。     

基于核酸适体电化学生物传感器用于腺苷的免标记检测

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种基于核酸适体的新型腺苷电化学生物传感器.固定于电极表面的适体探针与目标腺苷杂交后使电极界面的结构发生改变,通过[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,以此作为检测信号进行腺苷的免标记检测.表面电子传递电阻的变化值与腺苷浓度的对数在1.0×...     

基于聚集诱导发光分子的免标记癌胚抗原生物传感新方法研究

基于目标物诱导酶循环放大反应,借助Hemin/G-四链体对L-半胱氨酸(L-Cys)的催化氧化作用,构建了聚集诱导发光(AIE)分子介导的荧光生物传感器,实现了癌胚抗原(CEA)的免标记、高灵敏检测。以弱发光的马来酰亚胺功能化四苯乙烯(TPE-M)作为信号源,其可与L-Cys反应,使荧光增强。当目标物存在时,CEA引发聚合酶/内切酶辅助的循环放大反应,原位生成大量Hemin/G-四链体,其催化氧化L-Cys变成胱氨酸(Cys-cys),阻止L-Cys与TPE-M反应,致使传感体系的荧光强度降低;当CEA不存在时,L-Cys可继续与TPE-M反应,体系荧光信号增强。基于体系中荧光信号的变化,即可实现CEA的免标记、高灵敏检测,检出限为0.033 fmol/L。本传感器具有优异的选择性、稳定性与抗干扰能力,为生物样品中CEA的灵敏与准确检测提供了新方法。     

血液肿瘤相关生物标志物的电化学传感检测

血液肿瘤是一类严重危害人类健康的血液系统恶性疾病,主要累及骨髓、血液及淋巴组织。血液肿瘤相关生物标志物的定量检测是实现疾病精细化病理分型以实施靶向治疗进而改善预后的关键。本文对血液肿瘤相关生物标志物的种类、目前国内外常用的检测方法进行概述,重点阐述电化学生物传感器在检测血液肿瘤相关生物标志物方面的最新进展,并对血液肿瘤相关生物标志物电化学传感技术的未来发展方向提出展望,拟为其深入研究与应用提供参考。     

癌胚抗原快速无分离电化学免疫检测

通过同时固定硫堇和HRP标记癌胚抗原(CEA)抗体于电化学预处理的玻碳电极表面,制备了新型无需分离的CEA快速电化学检测免疫传感器.CEA测定的两段线性范围为0.5～3.0和3.0～167 ng/mL,检测下限为0.1 ng/mL.该传感器具有良好的准确性、精密度、制备重复性和稳定性.该方法缩短了分析时间,降低了测定成本,适用于临床CEA的快速测定.     

基于杂交指示剂的无标记适配体电化学传感器用于铅离子检测

为克服传统重金属铅离子(Pb²⁺)检测方法无法适应现场在线分析的缺陷,该研究以杂交指示剂亚甲基蓝(MB)作为电化学信号探针,以适配体作为Pb²⁺识别原件构建无标记适配体电化学传感器。在金电极表面,通过先后修饰适配体及其互补序列cDNA形成双链,随后吸附在双链间的MB通过差分脉冲伏安法产生强烈的电化学信号。当Pb²⁺存在时,适配体特异性捕获Pb²⁺造成双链断开释放MB,从而造成电信号降低,实现对Pb²⁺的定量检测。构建的电化学传感器对Pb²⁺的线性范围为0.1～100 000μg/L,检出限低至33.4 ng/L,对牛奶和湖水样品的加标回收率分别为87.1%～115%和106%～108%,相对标准偏差(RSD)分别为10%～13%和5.0%～9.5%。该方法构建的无标记适配体电化学传感器具有制备简单、成本低廉、灵敏快捷等优点,有望应用于环境及食品工业中Pb²⁺的现场分析。     

用于褪黑素检测的电化学生物传感器研究进展

褪黑素是人体松果体分泌的一种重要的神经递质,近年来其在控制昼夜节律和提供免疫抗炎特性等生理调节作用方面备受关注。因此,发展可靠、快速检测体内和体外样本中褪黑素浓度的方法,对于探索褪黑素的临床应用和生物学特性具有重要的意义。本文对褪黑素及其传统检测方法进行简要介绍,重点阐述了近几年报道的用于生物样本和药物样本中褪黑素定量检测的电化学传感器,并对褪黑素传感器的未来发展方向进行展望。     

用于半胱氨酸检测的电化学生物传感器研究进展

半胱氨酸(Cys)作为人体重要的非必需氨基酸之一,对蛋白质合成、渗透调节、解毒过程、神经系统功能和抗氧化过程均发挥着重要作用,近年来广泛应用于医学临床、食品加工和生化研究领域。因此,发展快速、准确检测半胱氨酸浓度的方法具有重要意义。本文简要介绍了半胱氨酸的基本知识以及半胱氨酸的传统检测方法,对半胱氨酸定量检测的电化学传感器的研制与应用进行了重点阐述,并对其发展前景进行了展望。     

基于Zr-MOFs光电化学传感用于同型半胱氨酸的检测

以4-羧基苯基卟啉（TCPP）作为配体,金属锆（Zr）作为配位金属,通过水热法合成Zr-MOFs。以Zr-MOFs材料作为光电活性材料构建了阴极光电化学传感器用于检测同型半胱氨酸（Hcy）。当λ > 420 nm的氙灯光源照射Zr-MOFs时,处于价带（VB）上的电子（e^-）跃迁至导带（CB）,并在价带上产生空穴（h⁺）,从而产生光电流。同型半胱氨酸的加入会阻碍电子的传递,从而造成阴极光电流降低。当目标物浓度为10 ~ 100 nmol·L^-1和100 ~ 1000 nmol·L^-1时,光电流信号变化值与目标物浓度呈线性关系,且检出限为2.17 nmol·L^-1,制备的传感器具有良好的稳定性和选择性。     

基于乙酰胆碱酯酶生物传感平台的西维因检测

为给农药西维因检测提供一种新方法,根据西维因抑制乙酰胆碱酯酶活性的原理,以黑珍珠2000（BP2000）为乙酰胆碱酯酶的固定化材料,采用滴凃电极法构建了基于乙酰胆碱酯酶的西维因生物传感平台. 结果表明,固定在BP2000 上的乙酰胆碱酯酶保持了对氯化乙酰胆碱的催化活性,并且由于BP2000 材料的引入,提升了电极有效的电化学活性表面积,而且电极上物质的电化学氧化拥有较低氧化电位（0.630 V）并伴随质子传输. 由BP2000 搭建成功的乙酰胆碱酯酶生物传感平台对西维因检测的线性响应范围为2.0 ng·mL^-1 ~ 12.5 ng·mL^-1,检测限为3.15 ng·mL^-1. 本研究对酶生物传感平台和酶生物燃料电池体系中酶电极的构建提供了一种简单方法及高效载体.     

纳米组装与电化学生物传感

基于纳米材料的低成本、低毒性、高亲水性、高表面体积比和良好生物兼容性等优越性能,纳米技术已被广泛地用于生命分析领域.近1年来,本课题组成功地将一系列纳米粒子应用于蛋白质和酶等生物分子的固定、新型生物功能界面的构建、以及蛋白质直接电子转移研究和生物传感等方面.     

基于核酸适体的电化学生物传感研究

核酸适体是一类经由指数富集的配体系统进化（SELEX）技术在体外筛选获得的单链寡核苷酸片段,由于具有可人工批量合成、价格低廉、易于功能化修饰、特异性强、亲和力高、免疫原性低、批间差异小、热稳定性好等优良特性,在分析化学、疾病治疗以及生物医学研究等诸多领域备受关注。结合代表性案例,该文综述了核酸适体在电化学生物传感领域的应用。首先简要概述了核酸适体及电化学适体传感器的特点,分类阐述了电化学适体传感器在小分子化合物、蛋白质、外泌体、循环肿瘤细胞（CTCs）以及病原微生物检测中的应用,并重点介绍了相关检测方法的原理、分析特性以及所应用的信号放大策略,最后对电化学适体传感器的发展进行了展望。     

基于多肽识别的电化学生物传感技术

多肽具有分子量小、易于合成、生物兼容性好、稳定性高及序列灵活多样等优点.因此,多肽作为新型生物识别元件,已被广泛应用于生物传感器的构建.电化学分析灵敏度高、准确度好、设备简单、检测范围广且易于操作.本文介绍了基于多肽识别的电化学生物传感器技术,包括多肽的修饰与固定化、多肽与待测物的识别及检测原理;综述了近五年多肽电化学...     

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.     

免标记电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR的灵敏检测

采用纳米金作为抗体的固定基质,同时以硫堇为电活性指示剂,构建了一种免标记的电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR(MC-LR)的灵敏检测。将萘酚修饰到金电极表面,通过静电作用将硫堇捕获。加入纳米金与硫堇的氨基结合,抗体将通过与纳米金作用而固定到电极表面。通过MC-LR与其相应抗体的特异性结合作用阻碍硫堇的电子传递,实现MC-LR的电化学检测。在最优实验条件下,MC-LR的质量浓度与电信号在5~100μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.71μg/L,可满足饮用水检测需求,能够用于实际水样中M C-LR的测定。     

电化学发光生物传感技术在快速检测心肌梗死标志物中的研究进展

设计和发展简便、高灵敏、高选择性的分析手段以检测低浓度急性心肌梗死生物标志物是目前临床诊断迫切的需求。 电化学发光分析法由于具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽及可控性强等优点,能有效地进行低浓度样品检测。 该方法与生物传感技术相结合,有利于实现生物体液等复杂样品中极低含量急性心肌梗死生物标志物的快速检测。 本文综述了电化学发光生物传感技术在快速检测心肌梗死标志物中近5年的进展,介绍了电化学发光探针和共反应物,以及多组分生物传感检测技术等,并对其在心肌梗死标志物分析中的应用进行了总结。