蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构-功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础.本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述.     

蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构．功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础。本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述。     

蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构-功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础。本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述。     

石墨烯衍生物的合成及应用

石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后碳纳米材料研究领域涌现出来的又一颗崭亮新星。表面功能化处理是石墨烯强化其优异的本征性能和赋予其他新颖功能的主要技术途径。近年来,研究者相继开发了一系列石墨烯改性与功能化的技术方法,制备得到了多种结构特异、组成丰富和性能独特的石墨烯衍生物。本文基于该领域研究的最新进展,从石墨烯化学的角度出发,综述了石墨烯主要衍生物的制备方法以及应用途径,其中主要包括石墨烯的加氢与氟化、有机功能化、聚合物对石墨烯的共价与非共价修饰、石墨烯衍生物在生物医药研究领域的应用等,并对目前相关研究领域的发展趋势进行了总结和展望。     

石墨烯材料生物降解的策略研究

自2004年被发现以来,前沿新材料石墨烯及其衍生物由于其独特的电学、光学和力学性能被广泛关注,在许多领域都展露了光彩,包括新型电池、传感器、新能源和生物医学等领域,尤其在生物医药领域发展迅速.石墨烯及其衍生物良好的生物相容性使其在生物领域中具有重要的应用前景.为了实现石墨烯材料的体内应用,材料的可降解性是值得深入研究的焦点,研究其生物降解行为有助于提高其对环境、生命系统的安全性.到目前为止,石墨烯的生物降解研究主要集中在材料的生物酶促降解,利用一系列方法如异质原子掺杂、表面功能化修饰等对石墨烯材料进行改性,可以调控石墨烯材料的降解.综述了近年来石墨烯材料及其衍生物在生物应用上的降解的研究进展,重点介绍石墨烯的酶促降解和其在生物医学领域的应用前景,为进一步促进石墨烯材料的体内研究提供重要的研究基础和指导意义.     

石墨烯在分析科学中的应用新进展

石墨烯因其独特的物理、化学性质在理论和应用研究上引起广泛关注,在电化学、分析化学及生命分析化学等领域具有很好的应用前景。本文简要介绍了石墨烯的制备和功能化修饰,并概述了近年来石墨烯和氧化石墨烯等材料在样品前处理、传感器、荧光分析及质谱分析等方面的应用进展。     

以实践应用为导向的石墨烯非共价功能化

石墨烯的湿法化学修饰,主要包括共价及非共价两种,是目前广泛采用的宏量功能化策略,亦是解决其易团聚充分发挥纳米性能的重要修饰方法。 非共价功能化因可同时保持原有及引入物质的物化性质,并可充分发挥协同作用,近年来已受到比共价修饰更多的研究关注,并已在生物科学与技术、可持续能源储存及转化、医疗和复合材料等诸多领域得到了广泛的应用。在这里,我们精心遴选了近三年的文献,综述了以应用为导向的石墨烯非共价功能化的构建策略,期望文中涉及的湿法组装策略能为进一步构建性能提升的新材料提供参考。     

功能化金纳米修饰电极自组装及其在固定化酶生物传感器中应用

功能化金纳米修饰电极是化学修饰电极,不仅具有特定功能团性能,且能提供电化学信号,可用于与待测物的电子传递,电子捕获,判定某化学反应是否发生.功能化金纳米修饰电极检测待测物,具有灵敏度高、检测限低及长久使用的优势.我们就功能化金纳米修饰电极自组装制备、电化学表征方法及其在固定化酶生物传感器方面的应用研究,进行综述报道.     

功能化石墨烯固定酪氨酸酶修饰电极的制备、表征及其对对苯二酚的测定

酪氨酸酶通过乙二胺作为悬臂分子稳定地固定到功能化氧化石墨烯上,再将该杂化材料修饰玻碳电极表面制成新型生物传感器。酪氨酸酶固定在氧化石墨烯上的物理化学行为通过X射线光电子光谱和电化学阻抗进行表征,显示功能化氧化石墨烯可以促进固定酶的活性位点与修饰电极之间的电子传递。通过循环伏安法研究该电极的直接电化学和电催化行为,表明其电化学行为是一个直接的吸附控制氧化还原反应。在优化实验条件下,对苯二酚在3.0~200.0μmol/L浓度范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)达1.0μmol/L。该生物传感器显示了较好的重现性、稳定性及选择性,在实际水样检测中得到良好应用。     

石墨烯纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用

将石墨烯与其他纳米材料复合,是一种拓展或增强其应用的有效方法。借助不同组分间的协同作用,可以改善石墨烯的电学、化学和电化学性质,拓展和增强石墨烯的电化学效应,为固定氧化还原酶,实现直接电化学提供新型、高效的平台,应用于第三代电化学生物传感器的设计和制备,对葡萄糖、胆固醇、血红蛋白、DNA、H₂O₂、O₂、小生物分子等的检测显示出了优异的灵敏度和选择性。本文综述了基于石墨烯构筑的纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用研究,包括石墨烯与贵金属、金属氧化物/半导体纳米粒子、高分子、染料分子、离子液体、生物分子等的纳米复合材料,并对石墨烯材料在电化学领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

石墨烯非共价功能化及其应用

石墨烯的湿法化学修饰,主要包括共价及非共价两种,是目前广泛采用的宏量功能化策略,亦是有效避免其团聚而充分发挥其优异纳米性能的重要修饰方法。非共价功能化因可同时保持原有及引入物质的物化性质,并可充分发挥协同作用,近年来已受到比共价修饰更多的研究关注,并已在生物科学与技术、可持续能源储存及转化、医疗和复合材料等诸多领域得到了广泛应用。本文综述了以应用为导向的石墨烯非共价功能化的构建策略,期望文中涉及的湿法组装策略能为进一步构建性能提升的新材料提供参考。     

石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用

石墨烯作为新型的二维碳基纳米材料,具有良好的导电性、较大的比表面积和较好的生物相容性。石墨烯及其复合物适合于构建酶电化学生物传感器。本文介绍了石墨烯功能化的方法,并对石墨烯及其复合物在酶电化学生物传感器方面的研究进行了综述。     

非共价键法改性碳纳米管的研究进展

阐述了非共价键改性在碳纳米管功能化方面的应用进展,详细介绍了表面活性剂修饰、小分子的π-π堆积相互作用、聚合物的缠绕和包覆、生物大分子的包裹和吸附、内嵌填充修饰等改性方式的研究现状,并提出了非共价键法修饰碳纳米管未来改进的方向,探讨了不同修饰物与碳纳米管之间的相互作用机制。其中,含有共轭基团或芳基基团的聚合物,可以通过其共轭或芳基基团与碳纳米管间的π-π相互作用和范德华作用,实现对碳纳米管的非共价物理包覆。经聚合物功能化的碳纳米管在电池、催化剂、生物传感器和电化学装置上有较好的应用前景。此外,生物大分子对碳纳米管的非共价修饰不仅可以改善其在生物体系中的水溶性,而且通过合理设计还可以避免蛋白质、核酸等生物分子的非特异性吸附,从而得到具有特异性的生物分子-碳纳米管复合体系。     

类金刚石薄膜修饰传感器在电化学中的应用

综述了类金刚石薄膜及其修饰的传感器特性以及制备工艺,介绍了类金刚石薄膜修饰的传感器在生物检测、电化学微重力测量、痕量金属检测、氢离子选择场效应晶体管和气体检测等领域的应用,并对类金刚石薄膜修饰传感器在电化学相关领域的应用进行了展望。     

类金刚石薄膜修饰的传感器在电化学中的应用

综述了类金刚石薄膜及其修饰的传感器特性以及制备工艺,介绍了类金刚石薄膜修饰的传感器在生物检测、电化学微重力测量、痕量金属检测、氢离子选择场效应晶体管和气体检测等领域的应用,并对类金刚石薄膜修饰传感器在电化学相关领域的应用进行了展望。     

基于共价有机框架的电化学生物传感器在生物样品检测中的应用

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料, 具有高度周期性和可修饰性等结构优点. 基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点, 在检测生物样品方面具有广阔前景. 本综述简要概述了COFs的合成方法与策略、电化学生物传感器的介绍与分类以及COFs在电化学生物传感检测生物样品领域的应用. 最后本综述对COFs材料在生物传感领域的技术瓶颈与未来的发展方向进行了总结与讨论.     

生物分子功能化碳纳米管

利用生物分子功能化碳纳米管,使其具备生物相容性和特殊的识别功能并引入生物体系是一项极具应用潜力的研究.如何利用不同种类的生物分子功能化碳纳米管则是该领域须解决的一个关键问题.本文综述了利用生物分子酶、蛋白质、氨基酸、肽螺旋、DNA功能化碳纳米管的最新研究进展,重点介绍了碳纳米管侧壁与端口的DNA功能化以及碳纳米管的DNA填充,并对DNA功能化碳纳米管在生物传感器、电化学检测及DNA操纵碳纳米管自组装方面的应用作了阐述.     

壳聚糖-磷酸二氢胆碱凝胶固定肌红蛋白的直接电化学和电催化

使用壳聚糖和亲水性离子液体磷酸二氢胆碱形成的复合水凝胶固定肌红蛋白(Mb)制备修饰电极。在修饰电极表面,实现了Mb的直接电化学和对O2、H2O2的电催化。同时,该修饰电极表现出了较高的热稳定性。研究表明该新型复合水凝胶具备较好的生物相容性,使膜内的Mb保持了其天然构象和活性,并且很大程度地提高了修饰电极的导电性,促进了Mb和电极之间的电子传递,在直接电化学、生物催化和第三代生物传感器的制备等领域有良好的应用前景。     

石墨烯/纳米金复合材料的无酶葡萄糖生物传感器制备

以抗坏血酸(AA)为还原剂,通过同步还原法制得石墨烯/纳米金复合材料.采用电化学方法,构建了一种基于石墨烯/纳米金复合材料修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器.实验中,通过伏安法考察了不同修饰电极在葡萄糖溶液中的电化学行为.同时,探讨了溶液中OH-离子强度、溶解氧、扫描初始电位及石墨烯与纳米金的比例对传感器响应特性的影响.在...     

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。