基于单壁碳纳米管和目标诱导适体转移电化学适体传感器检测腺苷

以修饰于电极表面的单壁碳纳米管(SWNTs)作为适体固定平台,基于目标诱导适体(Aptamer)转移,构建了检测腺苷的电化学适体传感器。将SWNTs修饰到玻碳电极表面,没有目标物腺苷时,亚甲基蓝标记的腺苷适体(MB-Aptamer)通过适体与SWNTs之间强的相互作用固定在电极表面,此时电极表面因为有大量MB存在,能够检测到强的MB氧化电流信号。当引入腺苷后,因为腺苷与适体的相互作用力大于适体与SWNTs的相互作用力,迫使MB-Aptamer脱离电极进入溶液,此时电极表面MB量减少,导致MB氧化电流强度减弱,根据加入腺苷前后传感器表面MB氧化电流强度的变化,采用方波脉冲伏安法对腺苷进行检测。结果表明,MB氧化电流信号比值与腺苷浓度在0.0010~0.50 nmol/L之间呈良好的线性关系,检出限为0.49 pmol/L(S/N=3)。     

一种新型电沉积二氧化硅复合膜电化学发光雷尼替丁传感器

利用电沉积方法在玻碳电极表面制备了二氧化硅-壳聚糖(CHI)-氧化石墨烯(GO)-Ru(bpy)2+3复合膜,并采用扫描电子显微镜(SEM)技术、循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)和电化学发光法(ECL)对修饰电极的性质进行了研究。结果表明,将壳聚糖和氧化石墨烯引入二氧化硅膜可以提高该膜的电子传递速度,且固定化的Ru(bpy)2+3在该膜中保持了良好的电化学活性。复合膜中固定化的Ru(bpy)2+3呈现出稳定的电化学发光信号。盐酸雷尼替丁对该电极的电化学发光信号有增敏作用,该增敏电化学发光信号与盐酸雷尼替丁的浓度的对数值在1.0×10-9~5.0×10-6mol/L范围内呈线性关系,相关系数r为0.9908,检出限为5×10-10mol/L。     

灿烂甲酚蓝在DNA修饰金电极上的电化学行为

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极, 用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂, 分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和dsDNA 修饰电极. 考察了灿烂甲酚蓝(BCB)在不同DNA 修饰电极上的电化学行为,结果表明, BCB 在ssDNA 和dsDNA 修饰电极上的吸附常数分别为1.67×10^4和3.22×10^4 L·mol-1, BCB 与ssDNA 主要以静电作用结合, 而与dsDNA作用存在静电和嵌插两种模式. dsDNA 对BCB 具有更高的亲和力, 使BCB 可以作为一种有效的电化学杂交指示剂.     

Pd/SWNTs负载型催化剂的制备及其催化性能

利用单壁碳纳米管(SWNTs)自身的还原性, 将PdCl2溶液中的Pd2+直接还原成金属Pd负载在SWNTs表面上, 制备了具有良好催化性能的Pd/SWNTs负载型催化剂. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)对Pd/SWNTs 进行了表征, 并利用Suzuki反应对Pd/SWNTs的催化性能进行了测试. 实验结果表明, 用SWNTs与12 mmol·L-1的PdCl2的水溶液直接作用, 得到Pd/SWNTs催化材料的Pd负载量达到14.13%(w, 质量分数), 颗粒分散均匀, 粒径小(2 nm左右), 与SWNTs结合紧密; 用经过H2还原的Pd/SWNTs作催化剂, 在90 ℃下进行Suzuki反应, 30 min后反应就基本完成, 其联苯的产率达到98.10%, 催化活性较高, 可望广泛用于有机合成反应.     

用于DNA杂交检测的丝网印刷型生物传感器的研究

将单链DNA(ssDNA)固定到丝网印刷碳电极上构成电化学DNA传感器,采用电化学指示剂,建立DNA杂交的检测方法.Co(phen)33+电化学指示剂通过钴盐与配体邻菲罗啉络合制备,采用等离子发射光谱法(ICP-AES)和核磁共振法(NMR)表征功能基团,采用循环伏安法(CV)分析指示剂的电化学特性,并以此为基础研究ssDNA在电极表面的固定及DNA杂交过程.本研究探讨了直接吸附、静电吸附与键合等3种ssD-NA在电极表面的固定方法,结果表明,静电吸附法和键合法具有较高的ssDNA固定量,采用静电吸附法固定探针的电极杂交目标DNA后,Co(phen)33+易于嵌入双链DNA (dsDNA)中,CV峰电流(ip)信号随目标DNA浓度增加.本研究采用静电吸附ssDNA的电极检测DNA杂交,实验表明,当探针固定液中ssDNA浓度为5 mg/L时,目标DNA浓度在6.65×10- 8～4.26× 10-6mol/L范围内,Co(phen)33+在dsDNA修饰电极上ip值与DNA浓度呈良好的线性关系,R2为0.9819.本研究为建立新的微生物分子分型手段提供了初步依据.     

银掺杂L-脯氨酸修饰电极用于研究肾上腺素与DNA的相互作用

采用循环伏安方法将Ag~+与L-脯氨酸单体共聚合在玻碳电极表面制得银掺杂聚L-脯氨酸修饰电极,并应用该修饰电极研究了肾上腺素(EP)与双链DNA(dsDNA)之间的相互作用。试验发现:在pH 7.0磷酸盐缓冲溶液中,EP在修饰电板上有一个明显的氧化峰;当加入一定量的dsDNA后,EP的氧化峰电流明显下降。EP氧化峰电流的下降值(△i)与dsDNA的质量浓度在一定范围呈线性关系;dsDNA与EP相互作用形成了分子比为1比2的复合物,两者的结合常数为4.56×10~4。     

碳纳米管复合聚合物电极的构建及对色氨酸和5-羟基色氨酸的同时电化学测定

以镍铬合金为基体,首先通过嵌压技术在其表面置入厚度约为100 nm的碳糊前驱膜,然后结合SWNTs和聚合物膜的特性,构建了单壁碳纳米管复合聚对氨基苯甲酸修饰的嵌入式超薄碳糊电极(SWNTs/PABAE).SWNTs/PABAE改变了基体材料的电化学性质,使其可用作电化学研究电极,并用于色氨酸(Trp)和5-羟基色氨酸(5-HTP)的同时电化学行为研究,获得满意的结果.     

DNA共价修饰单壁碳纳米管电极的制备及与VB6 相互作用的研究

利用单壁碳纳米管(SWNTs)上的羧基与DNA末端的氨基形成酰胺共价键从而共价修饰SWNTs,制备了新型DNA共价修饰SWNTs电极.傅立叶红外光谱表明DNA共价结合在SWNTs上,用扫描电镜(SEM)表征了SWNTs、DNA共价修饰的SWNTs的结构与形貌.循环伏安法(CV)研究了DNA修饰SWNTs电极的电化学特性,通过改变扫描速率,发现DNA修饰电极的过程属于扩散控制过程.维生素B6(VB6)与SWNTs上DNA的相互作用研究结果表明:DNA分子共价修饰在SWNTs上后仍具有生物活性,且能够与其他生物分子发生相互作用.     

The preparation of functionalized single walled carbon nanotubes as high efficiency DNA carriers

The positively charged single walled carbon nanotubes (SWNTs~ ) were prepared by conjugating with-CONH-C_6H_(12)-NH_3~ . The double strand DNA(dsDNA) chains were loaded onto SWNTs~ via the electrostatic interactions.SWNTs~ shows improved loading efficiency (353.5μg/mg) toward dsDNA compared with that of charged free single walled carbon nanotubes (SWNTs) (82.9μg/mg).     

基于碳纳米管修饰玻碳电极的唾液sIgA可再生免疫传感器

将壳聚糖(CHI)分散的羧基化多壁碳纳米管(MWCNT)吸附到玻碳电极(GCE)表面,形成负电荷界面,利用静电吸附和金-氮(Au-N)、金-硫(Au-S)共价键作用将阳离子电子媒介体硫堇(THI)和纳米金颗粒(GNPs)层层自组装到电极表面,通过纳米金单层吸附唾液分泌性免疫球蛋白A(sIgA),最后用辣根过氧化物酶(H...     

生物样品中小檗碱的电化学分析新方法

由于小檗碱氧化电位较高(>1.1 V vs. Ag/AgCl),进行生物样品中小檗碱的选择性电化学分析具有挑战性。基于溴百里酚蓝(BTB)和小檗碱的分子间非共价作用,通过单壁碳纳米管(SWNTs)将BTB修饰在电极表面并通过电化学聚合产生poly-BTB,利用聚BTB(poly-BTB)电极过程可逆以及氧化还原电位低的特点,以poly-BTB同时作为小檗碱的识别元件和电化学探针建立了小檗碱的电化学分析新方法。循环伏安和电化学阻抗谱结果表明,poly-BTB和小檗碱的分子间作用导致小檗碱结合在poly-BTB/SWNTs修饰电极表面,从而引起修饰电极的峰电流下降。在最优化的实验条件下,poly-BTB/SWNTs修饰电极的电流下降率和小檗碱的浓度在0.05～1μmol/L和1～100μmol/L范围内呈良好线性关系,检测限为0.022μmol/L。动物实验结果表明,该方法对生物样品具有很好的选择性,可用于血浆和肝脏匀浆中小檗碱含量的测量,为小檗碱相关的生理病理研究提供了一种简单有效的方法。     

基于CdSe@CdS/壳聚糖/gC3N4复合物的卡那霉素电化学发光适配体传感器

利用核壳型的CdSe@CdS量子点作为发光物质,并用壳聚糖(CS)、类石墨烯氮化碳(gC₃N₄)与CdSe@CdS量子点合成了CdSe@CdS/CS/gC₃N₄复合物,将该复合物修饰至玻碳电极(GCE)表面,将适配体(Apt)的互补DNA链(cDNA)通过化学反应连接到量子点上,Apt与cDNA发生杂交反应而被修饰至电极表面。将辣根过氧化物酶(HRP)固定到该修饰电极表面,构建了检测卡那霉素(Kana)的电化学发光(ECL)适配体传感器。通过生物催化沉淀(BCP)方法实现Kana的检测,溶液中无Kana时,在H₂O₂的存在下,修饰在电极上的HRP可以催化氧化4-氯-1-萘酚(4-CN),在电极表面产生不导电的苯并-4-氯己二烯酮沉淀,导致电化学发光信号明显降低。溶液中存在Kana时,Kana会与Apt特异性结合,部分dsDNA解旋,导致部分HRP从电极表面脱落,BCP反应减弱,导致ECL信号增强,实现目标物质的特异性检测。计算适配体传感器在Kana溶液中的...     

基于环蕃类分子的铁氰化钾电化学存储和释放

通过利用合成的环蕃类化合物1与单壁碳纳米管(SWNTs)间的π-π共轭相互作用,将化合物1固定在SWNTs的表面,制备了1-SWNT修饰电极.利用化合物1氧化态和还原态与铁氰化钾分子之间不同强度的主客体相互作用,实现了铁氰化钾分子在1-SWNT修饰电极表面的电化学可控吸附和解吸.循环伏安和XPS实验结果表明,在本研究采用的实验条件下,铁氰化钾分子在电极表面20s内即可达到吸附平衡;当电极在0.70V下极化1000s后,大多数吸附的铁氰化钾可从电极表面解吸.基于此,制备了铁氰化钾的可控存储和释放的电化学器件,该器件不但可以重复进行铁氰化钾分子的存储和释放,而且多次重复操作表现出较好的稳定性和重现性.本研究在发展具有特殊用途的电化学纳米器件,例如分子搬运器、电化学开关等研究中具有重要意义.     

聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰玻碳电极循环伏安法测定阿米卡星

将1.0g·L~(-1)聚苯胺纳米管-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液和1.0g·L~(-1)壳聚糖乙酸溶液以1比50的比例混合,并超声处理1h后滴涂在玻碳电极表面,制得聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极(记为PANT′s/CTS/GCE)。采用循环伏安法研究了阿米卡星在聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极上的电化学行为。试验结果表明:在pH5.0磷酸盐缓冲溶液中,阿米卡星在聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极于-0.2V处出现一个不可逆的还原峰,且还原峰电流与阿米卡星的质量浓度在10.0～80.0mg·L~(-1)范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为8.0mg·L~(-1)。应用此法测定注射液中阿米卡星的含量,测定结果与分光光度法测定值相一致。     

碳纳米管复合物极的构筑及其对嘌呤衍生物的同时测定

以嵌入式超薄碳糊(IUCP)前驱膜为基体,构建了单壁碳纳米管复合聚天青Ⅰ修饰电极(SWNTs/AZ/IUCP/CME).以扫描电镜表征其表面形貌,循环伏安法和微分伏安法考察其在黄嘌呤(XA)和次黄嘌呤(HXA)中的响应情况.实验表明,电极对XA和HXA的电化学反应表现出良好的增敏作用,采用微分伏安法测得XA和HXA的氧...     

碳纳米管复合聚对氨基吡啶修饰电极伏安法同时测定硝基酚异构体的研究

利用导电聚合物的分子识别性和碳纳米管奇特的物理化学性质, 制备了碳纳米管复合聚对氨基吡啶(SWNTs/POAP)修饰电极, 研究了邻、间、对硝基酚异构体同时在该电极上的电化学响应. 实验结果表明, 邻、间、对硝基酚异构体在SWNTs/POAP纳米电极界面具有不同的构象, 其氧化峰电位能够完全分开, 并能显著地提高电化学测定的灵敏度. 文中的SWNTs/POAP纳米电极制备简单方便, 可用于硝基酚位置异构体的同时电化学量测.     

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/单壁碳纳米管复合材料的光物理性能研究

采用原位脱氯化氢缩合聚合法制备了聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/单壁碳纳米管(PMOCOPV/SWNTs)复合材料. 红外光谱和拉曼光谱证实了在SWNTs表面的包覆层为PMOCOPV. 高分辨透射电子显微镜观察发现, PMOCOPV/SWNTs复合材料直径为4~7 nm, 其中PMOCOPV包覆层厚度约为2~5 nm. 紫外-可见吸收光谱表明, 随着SWNTs含量的增加, PMOCOPV/SWNTs的吸收发生蓝移且强度提高. 荧光光谱研究表明, 随着SWNTs含量的增加, PMOCOPV/SWNTs的最大发射波长发生蓝移且强度减小, SWNTs与PMOCOPV之间形成了光致电子转移体系, 使π电子离域程度增加, 导致荧光量子效率降低. 根据E_g与入射光子能量hν的关系, 拟合了PMOCOPV/SWNTs薄膜的光学禁带宽度, 发现随着SWNTs含量的增加, E_g逐渐减小. 采用简并四波混频方法测试其三阶非线性极化率χ⁽³⁾, 结果表明, 随着SWNTs含量的增加, PMOCOPV/SWNTs复合体的非线性光学响应逐渐增强, 说明PMOCOPV与SWNTs之间形成了分子间光致电子转移体系, 产生了复杂的分子间π-π电子非线性运动.     

自组装DNA吸附取向的表面增强拉曼光谱法研究

对金基体上自组装寡聚核苷酸探针杂交前后进行电化学非现场及现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究.非现场SERS研究表明,杂交形成的dsDNA在基体表面以A型和B型两种构象同时存在,杂交过程可能伴随DNA链在基体表面吸附取向的变化.根据现场SERS研究结果可知,ssDNA及dsDNA的大多数SERS谱带强度随电极电位正移而降低,尤其是归属于碱基A的两种面外振动模式,谱带变化更为明显.利用SERS表面选择定则判断出随着电极电位由负向正变化,ssDNA及dsDNA螺旋吸附取向由垂直吸附向平躺吸附于金基体表面变化.     

基于Au-MoS2和hemin的双酚A电化学适配体传感器研究

本文基于双酚A(BPA)与其适配体互补链(cDNA)对适配体的竞争结合作用构建了检测BPA的电化学传感器。制备了金纳米粒子与二硫化钼的纳米复合物(Au-MoS_2),并将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,制得修饰电极Au-MoS_2/GCE。通过巯基修饰的cDNA与适配体的杂交反应,生成双链DNA(dsDNA),利用其中cDNA的巯基在金纳米粒子表面生成Au-S键的化学吸附作用,将dsDNA修饰到电极表面。利用具有卟啉平面结构的氯化血红素(hemin)在dsDNA沟槽中的嵌插作用,制得电化学传感器Hemin-dsDNA/Au-MoS_2/GCE。基于hemin对于H_2O_2和对苯二酚(HQ)的化学反应的电催化作用,建立了差分脉冲伏安法(DPV)测定BPA的分析方法,由于BPA与适配体结合的亲和性较强,在一定实验条件下,溶液中BPA浓度越高,导致更多的hemin从电极表面脱落,结果表明,在优化的实验条件下,DPV峰电流值与BPA浓度在1.0 nmol·L~(-1)至10.0μmol·L~(-1)的范围内呈线性关系,检测限为0.8 nmol·L~(-1)。本文还考察了传感器的稳定性与选择性,并将其用于实际样品中BPA的检测,结果满意。     

基于蛋白A/纳米金/壳聚糖分散的多壁碳纳米管修饰的电位型甲胎蛋白免疫传感器的研究

将壳聚糖分散的多壁碳纳米管(MWNT-CS)滴涂于金电极(Au)表面,利用壳聚糖大量的氨基将纳米金(nano-Au)固定到金电极表面,再利用蛋白A(PA)的定向固定效应将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)固定到纳米金修饰的金电极表面,从而制得高灵敏、高稳定电位型甲胎蛋白免疫传感器。蛋白A为抗原和抗体的反应提供了合理的基础,纳米金的存在提高了抗体在电极表面的固定量,多壁碳纳米管(MWNT)促进了电子的传递,从而缩短电极的响应时间。在优化的实验条件下,该传感器响应的电极电位与甲胎蛋白浓度的对数在7.0~190.0μg/L的范围内保持良好的线性关系,检出限(S/N=3)为3.9μg/L。