基于表面增强拉曼光谱的重金属离子检测

以对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组装修饰分子, 在光亮金基底上修饰后作为检测基底, 在金纳米粒子表面修饰后获得具有表面增强拉曼光谱信号的标记金溶胶. 修饰的基底及纳米离子通过重金属离子与羧基端的配位而发生相互作用, 最终形成“金属基底-对巯基苯甲酸/重金属离子/对巯基苯甲酸-金属纳米颗粒”的三明治结构. 采用扫描电镜表征纳米粒子的组装及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号, 以此实现重金属离子的检测. 以强螯合剂EDTA溶液淋洗三明治结构, 使重金属离子与金属基底以及纳米颗粒上的羧基的配位作用断裂, 获得可再次利用的修饰金基底.     

基于磁纳米粒子修饰的SPR传感器

磁纳米粒子是20世纪70年代后逐步产生并发展起来的一种应用前景广阔的新型磁性材料,由于其具有良好的磁响应性、粒径小、比表面积大、生物相容性好等优点而广泛地应用于生物技术领域~([1～3]).采用磁粒子固定抗体的免疫检测与传统的在传感膜上固定抗体的方法相比,不需要金膜和抗体之间的共价连接,因此它极大地简化了抗体的固定,加速了待测物的检测.同时采用层层自组装技术,在金膜的表面交替自组装聚电解质阴阳离子,形成聚电解质膜,不仅对金膜起到了保护的作用,避免了磁纳米粒子与金膜的直接接触,还在一定程度上提高了传感器的灵敏度.     

甲烷氧化菌素功能化金纳米层层自组装修饰电极上过氧化氢的催化还原

借助巯基试剂,在纳米金颗粒表面修饰生物活性物质Mb,制备保持有Mb生物活性的功能化金纳米巯基乙胺-Au NPs-Mb.采用UV-Vis、FTIR光谱和投射电镜表征其结构,该纳米颗粒分布均匀且粒径均一,并显著改善了金纳米颗粒团聚现象.以Mb功能化金纳米为基元,采用单层自组装及层层自组装方式将其修饰到裸金电极表面.各Mb或Mb-Cu电极的电化学测试并未借助电子传递媒介.配位Cu~(2+)后,修饰有Mb的单层及层层自组装修饰的催化还原能力均显著提升.其中Cu~(2+)配位的{巯基乙胺-Au NPs-Mb}3/Au修饰电极作为一种新型H2O2生物传感器,响应时间大约为2 s,米氏常数KappM为0.787 mmol/L,表现出了较强的还原H2O2的催化活性,且稳定性较好.     

SERS标记的金纳米棒探针用于免疫检测

报道了基于金纳米棒表面增强拉曼散射(SERS)的免疫检测. 将拉曼活性分子对巯基苯甲酸吸附于金纳米棒表面, 制备出SERS标记的金纳米棒探针. 该探针和蛋白抗体结合形成SERS标记抗体. 通过SERS标记抗体、待测抗原和俘获抗体(固体基底上修饰的抗体, 即俘获抗体)之间的免疫应答反应, 将金纳米棒探针组装到固体基底上, 形成SERS标记抗体-抗原-俘获抗体 “三明治”夹心复合体. 待测抗原浓度越大, 固体基底上俘获的金纳米棒探针的数目越多, 从而可通过SERS信号的强弱来检测待测抗原的浓度. 由于金纳米棒的表面等离子体共振(SPR)峰位置可以在较宽的范围内调控, 可通过激发光和SPR的耦合来提高SERS信号, 从而提高免疫检测的灵敏度. 单组分抗原可检出的浓度范围高于1×10－8 mg/mL.     

功能化纳米金增强的谷胱苷肽电化学检测和巯基识别

以冠有大量二茂铁的纳米金微粒/抗生蛋白链菌素结合物为标记物,将其标记于生物素修饰的巯基识别试剂上,制成了具有电化学活性和纳米金放大作用的传感器.首先将双官能团的羟基琥珀酰亚胺酯自组装于电极表面上,借助两步交联反应固定含巯基的蛋白质,并且引入巯基识别试剂标记生物素的马来酰亚胺,随后利用生物素与链霉抗生物素之间的特异性吸附作用,引入功能化的纳米金.采用伏安法测定修饰在纳米金上的二茂铁,可识别和测定表面固定的蛋白质,还原型谷胱苷肽在5μmol/L～0.1mmol/L浓度范围内存在线性关系,检测限可达到1nmol/L.     

以天青Ⅰ为介体的纳米金颗粒增强的葡萄糖传感器

采用层层自组装的方法和异种电荷互相吸引的原理,将Nafion修饰在金电极上固载带正电荷的天青Ⅰ,并利用天青Ⅰ中的氨基固载纳米金,再通过纳米金将酶固定在金电极表面,制成了葡萄糖传感器.采用循环伏安法和交流阻抗法,研究了金电极表面组装各层之后的电化学特征,以及电极对葡萄糖的电化学催化作用. 结果表明,天青Ⅰ不仅可以固定酶和纳米金,而且还可以在酶和电极之间有效地传递电子.在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为5.1×10-6 ~4.0×10-3 mol/L,检出限(S/N=3)为1.0 μmol/L.该生物传感器显示出较好的稳定性和抗干扰能力,将其用于人体血清中葡萄糖的测定,结果令人满意.     

Study on Electrochemical Behavior of Controllable Interface Alkanethiols Selfassembled Monolayers and Au Nanoparticles Modified Gold Electrode

在裸金电极上自组装不同比例的4,4’-二甲基联苯硫醇(MTP)和硫辛酸(TA)混合液,形成自组装膜( MTP+ TA/Au SAMs),再修饰纳米金,制得纳米金混合巯基修饰金电极(AuNPs/MTP+ TA/Au).研究了纳米金混合巯基修饰金电极的电化学行为和阻抗行为,结果表明电极表面pH值的改变对电极表面的电子转移有重要影响.对葡萄糖传感器的制备条件、测定条件、抗干扰能力等进行了讨论,结果表明修饰电极的微结构和微环境有必要进一步研究.     

基于电聚合膜和纳米金自组装的生物分子固定化新方法的研究

结合电聚合膜和纳米金自组装技术,提出了一种新的生物分子固定化方法,研制成一种检测抗胰蛋白酶的压电免疫传感器。通过在石英晶振金电极表面电聚合邻苯二胺膜,再在膜表面自组装一层纳米金粒．以静电吸附作用固定抗体(抗原),实现对相应抗原(抗体)的检测。利用扫描电镜技术,从形态上考察了晶振金电极上自组装纳米金后的表面形貌。研究了抗体的固定化条件,探讨了传感器的响应与再生性能结果表日月．这种固定化方法对所固定的生物分子的生物活性影响小,传感器的测定灵敏度高．响应性能和再生性能较好。     

金表面抗原抗体的固定及其荧光法的测定

抗原或抗体的固定是制作免疫传感器的基础 .免疫传感器由固定于载体的具有识别作用的抗原或抗体以及指示免疫反应的换能器组成 .金表面自组装技术固定生物分子既可用电化学检测 ,也可用光学检测和质量检测 ,因而近年来用金表面自组装技术固定生物分子的研究越来越多 .其原理是利用金硫键固定含巯基的化合物 ,然后用偶联剂将生物分子连接固定在金表面 ,或者直接将有巯基的生物分子固定在金表面 [1,2 ] .本文报道了在金表面自组装技术固定兔 Ig G和山羊抗兔 Ig G的方法基础上 ,建立了抗体竞争法、夹心法和抗体过剩法测定兔 Ig G和山羊抗兔 …     

功能化纳米金增强的DNA电化学检测和序列分析

用冠以大量二茂铁的纳米金微粒 /抗生蛋白链菌素结合物为标记物 ,将其标记于生物素修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学生物传感器 .首先采用巯基DNA和巯基烷烃混合自组装膜制备了金修饰电极 ,将探针DNA分子固定在了电极表面 ,运用杂交原则结合靶点分子在电极表面形成了双螺旋的DNA链 ,然后借助抗生蛋白链菌素和生物素之间的强亲和作用 ,引入了功能化的纳米金 .通过伏安法测定了修饰在纳米金上的二茂铁的氧化还原电流 ,可以识别和测定溶液中互补的靶点DNA ,17 mer靶点DNA的浓度在 0 .0 0 1～ 10nmol/L范围内有线性关系 ,检测限可达 0 .75× 10 -12 mol/L .     

氧化锌纳米簇-金纳米颗粒-壳聚糖复合膜修饰电极用于示差脉冲伏安法测定吗啡

将制备的氧化锌纳米簇和金纳米颗粒分散在壳聚糖中并滴涂在玻碳电极表面,制备了氧化锌纳米簇-金纳米颗粒-壳聚糖复合膜修饰电极(Au-ZnO-CHIT/GCE)。采用循环伏安法研究了吗啡在修饰电极上的电化学行为。结果表明:吗啡在该修饰电极上出现了一个氧化峰,提出了用示差脉冲伏安法测定吗啡的方法。吗啡浓度在5.3×10-6~6.5×10-4mol.L-1范围内与氧化峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为1.8×10-6mol.L-1。修饰电极用于尿液中吗啡的测定,回收率在80.0%~99.6%之间。     

聚二甲基硅氧烷/微纳米银/聚多巴胺修饰的超疏水海绵的制备和应用

受海洋贝类生物黏附蛋白的启发,在碱性环境下利用多巴胺的自聚合性质,在聚氨酯海绵表面聚合活性聚多巴胺薄层,采用葡萄糖还原银离子进一步沉积微纳米银粒子构筑表面微纳结构,并水解聚二甲基硅氧烷前驱体对表面进行疏水改性,制备出了接触角大于150°的超疏水表面。利用接触角测定、扫描电子显微镜及能量弥散X射线谱和傅里叶红外光谱等技术手段对制备的改性海绵进行了表征,表明微纳米银粒子和硅甲基疏水基团被成功修饰到了海绵表面。改性海绵对有机溶剂和油类物质具有高选择性和高吸收性。吸收的有机溶剂和油类物质的质量能够达到其自身质量的12倍以上。饱和吸收后的海绵仅通过物理挤压即可将吸收的物质回收并使海绵恢复弹性和吸附能力,得到再生。该研究为油水分离和废油回收提供了一种经济、高效、环境友好的方案。     

新型纳米金修饰玻碳电极对水杨酸的电催化氧化

借助"种子媒介纳米金属生长法"制备新型的纳米金修饰玻碳电极,应用场发射扫描电镜、紫外-可见光谱分析和电化学方法等,研究该电极的表面形貌及其电化学性能.结果表明,该修饰电极对水杨酸的电化学氧化有明显的电催化作用,电极响应灵敏度是裸玻碳电极表面的1.8倍.其氧化峰电流与水杨酸浓度在5.0×10-7~8.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系,可用于水中痕量水杨酸的检测.     

Used gold nano-particles as an on/off switch for response of a potentiometric sensor to Al(III) or Cu(II) metal ions

The potentiometric response of a carbon paste electrode modified with silica sol-gel and mercaptosuccinic acid (MSA) in the presence and absence of gold nano-particles was studied. The results showed that the electrode with gold nano-particles was responded to Al(3+) ions as a hard metal ion. On the other hand, the electrode without gold nano-particles was responded to copper ions as a soft metal ion. The electrodes without and with gold nano-particles exhibits a Nernstian slope of 29.1 and 19.2 mV decade(-1) for copper and aluminum ions over a wide concentration range of 4.3×10(-7)-1.0×10(-2) and 4.5×10(-7)-1.6×10(-3) mol L(-1), respectively. The detection limits of electrodes were 4.0×10(-7) and 1.6×10(-7) mol L(-1) for copper and aluminum ions, respectively.     

Application of diazo-thiourea and gold nano-particles in the design of a highly sensitive and selective DNA biosensor

An effective procedure for constructing a DNA biosensor is developed based on covalent immobilization of NH_2 labeled,single strand DNA(NH_2-ssDNA) onto a self-assembled diazo-thiourea and gold nanoparticles modified Au electrode(diazo-thiourea/GNM/Au).Gold nano-particles expand the electrode surface area and increase the amount of immobilized thiourea and single stranded DNA(ssDNA) onto the electrode surface.Diazo-thiourea film provides a surface with high conductibility for electron transfer and a bed for the covalent coupling of NH_2-ssDNA onto the electrode surface.The immobilization and hybridization of the probe DNA on the modified electrode is studied by differential pulse voltammetry(DPV) using methylene blue(MB) as a well-known electrochemical hybridization indicator.The linear range for the determination of complementary target ssDNA is from 9.5(±0.1) × 10~(-13) mol/L to1.2(±0.2) x 10~(-9) mol/L with a detection limit of 1.2(±0.1) 10~(-13) mol/L.     

电化学阻抗谱法研究Cu6Sn5合金负极相变过程

以粗糙铜箔为基底, 采用一步电沉积法获得Cu-Sn合金, X射线衍射(XRD)测试结果显示其主要为Cu6Sn5合金相. 扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明该合金表面由大量“小岛”组成, 且每个“小岛”上存在大量纳米合金粒子. 充放电测试结果表明, 以该合金为锂离子电池负极, 其初始放电(嵌锂)和充电(脱锂)容量分别为461和405 mAh•g－1. 电化学阻抗谱测试结果显示, Cu6Sn5合金电极在阴极极化过程中分别出现了代表固体电解质界面膜(SEI膜)阻抗、电荷传递阻抗和相变阻抗的圆弧, 并详细分析了它们的变化规律.     

Studies on Optimal Gas Supply For a Maskless Etching System with Micro- Discharge Plasma Operated at Atmospheric Pressure

An optimal gas supply method for the micro discharge plasma generated along a quartz glass electrode, which was useful for the maskless fabrication of electrode grooves for surface electrodes on solar cells, was examined. We here constructed an electrode system with gas inlet and outlet holes. The gas supply directly to the plasma region contributed to reduce byproducts on the surface being etched, and then it was confirmed that the uniform etching was achieved in the case where the micro-discharge plasma locally produced at the etching area.     

石墨烯基纳米复合物修饰印刷电极伏安法测定水中镉

构建了基于石墨烯(GS) -纳米金(Au)复合纳米微粒修饰印刷电极(SPCEs)的电化学传感器(SPCEs |GS/Au),建立了微分脉冲溶出伏安(DPSV)法测定水中痕量镉的电分析方法.采用扫描电镜(SEM)对电极表面进行了表征,DPSV法研究了镉的电化学性质.在优化实验条件下,溶出峰电流与Cd2+的质量浓度在2.5...     

基于铜纳米簇的硝酸根微传感器的研究

基于循环伏安扫描(CV)的电化学沉积方法制备出多孔性纳米簇状结构铜膜,结合采用微机电系统(Micro electro mechanical systems,MEMS)技术制备的微电极芯片,研制出用于NO3-检测的安培型微传感器。考察该微传感器对NO3-的响应性能,在6.25~300mmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0526mA/(mmol/L),线性度99.93%;在300~3500mmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0353mA/(mmol/L),线性度99.18%。与文献报道相比,该传感器表现出更高的灵敏度。考察水体中常见的NO2-,Cl-,HPO42-/PO43-,SO42-,HCO3-/CO23-,Na+和K+等离子对该传感器的干扰性能,传感器表现出较好的抗干扰性能。采用该微传感器对实际水样进行测试,测试结果与具有权威资质的测试公司的测试结果之间具有一定的相关性。实验结果表明,采用循环伏安沉积方法在微电极表面制备的纳米簇状结构的铜敏感膜,比表面积大,催化活性高,对NO3-表现出了很好的敏感特性和选择性,适用于对微量NO3-的检测。     

Glucose sensing based on interdigitated array microelectrode.

A micro glucose sensor consisting of an interdigitated array gold microelectrode was developed. The interdigitated array structure, which has 10 microns band width and 10 microns band gap, was fabricated in a small region (2.5 x 5 mm2) on a quartz substrate. Glucose oxidase was chemically fixed onto the electrode surface through self-assembled monolayer of 11-mercaptoundecanoic acid; ferroceneacetic acid was used as electron mediator. Electrochemical properties of the glucose oxidase-immobilized microelectrode were investigated by cyclic voltammogram measurements. Results confirmed that the reductive ferroceneacetic acid generated at counter electrode diffuses through a narrow band gap (10 microns) and can reach the working electrode surface.