基于无标记的核酸适配体荧光生物传感器检测凝血酶

设计了一个简单、通用、基于核酸适配体无标记的高敏感、高专一检测凝血酶的荧光方法。以无标记凝血酶核酸适配体单链DNA为识别元素,Pico Green染料传导互补双链的荧光信号。Pico Green是一种不对称菁,当其单独存在时不产生荧光信号,而当其被吸附到互补的双链DNA上时,可产生很强的荧光信号,但被吸附到单链DNA上时,却无明显的信号改变。基于该性质,将其用于凝血酶的检测。该方法对凝血酶的响应线性范围为1.0×10~(-14)~1.0×10~(-7)mol/L,相关系数(r~2)为0.99,检出限为1.0×10~(-14)mol/L。1.0×10~(-8)mol/L两种干扰物质(牛血清蛋白和细胞色素C)的存在不影响凝血酶的检测,表明该方法对凝血酶具有非常好的专一性。该方法成功应用于对人血清样品的检测,其平均回收率为97%~102%。方法可简单、灵敏、特异性地检测凝血酶,有望用于医学临床诊断等领域。     

一种超灵敏检测镉离子的核酸适配体电化学传感器

设计了一种基于核酸适配体检测镉离子(Cd²⁺)的电化学生物传感器,将适配体互补链(CDNA)通过AuS键自组装于金电极表面,并与适配体杂交结合形成双链DNA。由于适配体对Cd²⁺有特异性结合能力,加入Cd²⁺后,与互补链竞争结合适配体,使修饰二茂铁基团的适配体从金电极表面脱落,二茂铁的电化学信号显著减小。采用方波伏安法(SWV)进行检测,本传感器对Cd²⁺的线性检测范围为1.0 nmol/L～10.0μmol/L,检出限为65.1 pmol/L,线性方程为ΔI=0.2872+0.2327lgC(R²=0.9972), 10 s内即可完成检测。实际江水样品中Cd²⁺的检测结果与石墨炉原子吸收光谱法的检测结果一致,加标回收率为97.1%～99.5%。本方法灵敏度高、检测速度快、特异性强,在镉环境污染监测方面具有良好的应用前景。     

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。     

免标记自增强电化学发光免疫传感器超灵敏检测河豚毒素

以Nafion固定钌联吡啶Au纳米颗粒(Ru(bpy)2+3-Au NPs)于玻碳电极(GCE),借助Au—N共价键固定河豚毒素抗体(anti-TTX),通过抗原抗体的特异性结合构建了超灵敏检测河豚毒素(TTX)的免标记自增强电化学发光(ECL)免疫传感器。当目标物TTX被特异性捕获到修饰电极表面后,可以作为Ru(bpy)2+3的共反应物增强ECL信号。与共反应物存在于溶液中或标记于二抗上相比,其优点在于发光体和共反应物之间的电子转移距离更短,可有效改善电化学发光效率,降低实验成本。最佳条件下,TTX质量浓度在0.01~1 000μg·L-1范围内与ECL信号呈良好的线性关系,检出限(LOD)为0.01μg·L-1。此免标记自增强型ECL免疫传感器显示出优异的稳定性、重现性和灵敏度,对实际样品中TTX的回收率为98.0%~104.0%,表明其具有较好的实用价值。     

一种电化学微流控检测芯片上基于可寻址的无标记的电化学适配子传感器用于多元分析小分子物质

最近学,探电针化才学能适达配到子对生多物浓传度感多器样的品发的展同引时起检广测泛。关除注此。之其外中,电,基极于阵多列元也分有析可的能电用化于学不传同感物器质,往的往多需元要分标析记,然多而种未电化见真正实现。基于此,中国科学院长春应用化学研究所汪尔康、董绍俊研究组研制了一种可寻址的集成的微流控电化学检测芯片(Anal.Chem.,2011,83(5):1523~1529),采用探针无标记的电化学检测方法,用于对两种模型小分子物质:三     

层层自组装纳米金与乙酰胆碱酯酶电化学生物传感器检测有机磷农药

采用层层自组装技术制备了快速检测有机磷农药的生物传感器,利用带正电荷的高分子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)将乙酰胆碱酯酶(AChE)和金纳米粒子(AuNPs)通过静电力逐层固定到玻碳电极(GCE)表面,并采用交流阻抗和微分脉冲伏安法研究了此生物传感器的电化学行为。由于金纳米粒子优异的电催化性能和良好的生物相容性,使固定化的乙酰胆碱酯酶对其底物具有更高的亲和力和更快的响应速度。实验结果表明:修饰金纳米粒子后,传感器的氧化电流明显增大,在4.6×10-5～5.3×10-3mol/L范围内,固定化酶的抑制率与甲基对硫磷浓度的对数成正比,检出限为7.6×10-6mol/L。该生物传感器具有制备方法简便、成本低、灵敏度高等优点,已成功用于蔬菜样品中甲基对硫磷含量的测定。     

基于金纳米棒和超氧化物歧化酶层层自组装的超氧自由基生物传感器

超氧自由基（O2·-）检测对于研究氧化损伤有关的生化及病理过程具有重要意义.本文基于金纳米棒/超氧化物歧化酶层层自组装方法构建了一种新型超氧自由基电化学传感器.通过带正电的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）包裹的金纳米棒（AuNRs）与带负电的超氧化物歧化酶（SOD）在半胱氨酸（Cys）修饰的金（Au）电极上层层自组装制备了（SOD/AuNRs）2/Cys/Au电极,证明了金纳米棒/SOD双层组装膜能有效增强SOD与电极之间的电子转移,并且该电极中的SOD保持有良好的生物活性,可在还原电位下实现O2·-电催化还原,从而达到检测O2·-的目的.该超氧自由基电化学传感器表现出了良好的电分析性能,其检测线性范围为200nM～0.2mM,检测限为100nM（S/N=3）,灵敏度为22.11nAcm-2μM-1,响应时间为5s.此外,该传感器还显示了较好的稳定性以及排除常见共存物过氧化氢、尿酸和抗坏血酸等干扰的能力.因此,对于第三代超氧化物歧化酶传感器的制作来说,酶与纳米材料层层自组装方法能够提供一种有效的电极构建方式.     

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。     

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×...     

基于铁氰化镍的非标记型核酸适配体电化学传感器检测凝血酶

在玻碳电极（GCE）表面首先用增敏作用的多壁碳纳米管(MWCNTs)夹心于两层电沉积的铁氰化镍（NiHCF）氧化还原电化学探针之间,然后以金纳米粒子为固定核酸适配体的载体,构建了检测凝血酶的非标记型核酸适配体生物传感器。 利用扫描电子显微镜(SEM)对MWCNTs和NiHCF的形貌进行了表征。 利用电化学阻抗谱对传感器的组装过程进行了监测,用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）对传感器的电化学行为进行了研究。 以铁氰化镍为探针的传感器对凝血酶的检测在1.0 ng/L~1.0 mg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.998,检测限为0.2 ng/L(S/N=3)。     

高灵敏光学和电化学适配体传感器在真菌毒素快速检测中的研究进展

高灵敏的生物传感器在痕量真菌毒素污染的快速检测中备受关注.适配体除具有与抗体类似的高选择性外,还具有可体外合成和易修饰等独特优势,已成为现阶段生物传感器中常用的识别元件.随着指数富集的配体系统进化(SELEX)技术的发展,筛选获得的真菌毒素适配体越来越多,为不同真菌毒素的检测提供了基础条件,而适配体结合现代新型纳米材料...     

基于层层组装的DNA损伤的电化学检测和体外模拟

发展灵敏、快速、简便的分析方法检测DNA损伤,对于疾病早期诊断、环境保护、药物筛选以及化学品毒性筛查具有重要的意义.对于化学品的基因毒性筛查,如果能在早期研究中快速检测出某些化合物对于DNA具有明显的损伤作用,则可以将其预先排除,从而大幅度减少细胞和动物实验,缩短实验时间,降低研究费用.     

无标记电化学生物传感平台用于癌胚抗原的检测

基于目标物诱导DNA杂交链式反应(HCR)及银纳米颗粒(Ag NPs)自组装过程构建了无标记型电化学生物传感平台,并将其应用于癌胚抗原(CEA)的检测.在目标物存在的情况下,适配体对CEA进行特异性识别并结合,释放出与之互补的触发DNA链(t DNA).该t DNA能够被金电极上的捕获探针(c DNA)捕获,并启动HCR过程,使得两条发夹DNA链被相继打开并串联成长的DNA双链结构,带正电的Ag NPs通过与该DNA结构之间的静电作用大量自组装到电极表面,并产生强的电化学信号.在优化的实验条件下,该电化学生物传感平台能够在0.5 ng·L~(-1)到50μg·L~(-1)的浓度范围内实现对CEA的良好响应.     

层层自组装制备基于多壁碳纳米管的胆碱生物传感器

以经混酸处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰铂(Pt)电极,在此基础上固定(PAA/PVS)3复合膜,采用层层自组装技术将高分子聚电解质PDDA与胆碱氧化酶交替组装在已修饰的电极上,构建了电流型胆碱生物传感器。实验结果表明,MWCNTs的引入使电极对H2O2的催化电流明显增大,制成的酶电极可以有效控制酶量的使用,酶膜组装层数为8时最优,对胆碱的线性响应范围为5×10-7～1×10-4mol/L;灵敏度为12.53μA/mmol;响应时间为7.60s;检出限为2×10-7mol/L(S/N=3)。传感器的抗干扰能力强,稳定性好,30d时的响应电流值仍保持最初的89.5%。3次平行实验的RSD为3.64%。     

基于层层自组装技术构建灵敏度可调的电化学发光传感器检测FLT3EI北大核心CSCD

选择急性髓系白血病的标志性基因FLT3作为目标物,构建了灵敏度可调的双信号放大电化学发光传感体系。采用层层自组装法将预处理的多壁碳纳米管有序组装到电极表面,利用无酶目标催化发夹反应放大传感器的灵敏度,实现FLT3基因的高灵敏、快速、准确检测。通过电化学交流阻抗谱(EIS)对传感器的构建进行跟踪表征,采用电化学发光法(ECL)对不同浓度的FLT3基因进行检测。结果表明,该传感器可通过控制多壁碳纳米管的组装层数调节灵敏度与检出限。当多壁碳纳米管组装层数为6层时,检测FLT3的线性范围为0.5~50 pmol/L,检出限为0.3 pmol/L。更高灵敏度的传感器有望通过组装更多层数的多壁碳纳米管实现。     

高灵敏赭曲霉毒素A电化学适配体传感器的构建

利用CdS QDs/SiO_2纳米粒子作为电子媒介体制备了一种高灵敏度的赭曲霉毒素A(OTA)电化学适配体传感器.实验过程中,首先合成了CdS QDs/SiO_2纳米粒子,之后采用透射电子显微镜、紫外吸收光谱方法等对制备的纳米材料进行了表征.该复合材料在保持了SiO_2纳米粒子良好的生物相容性和均一性的同时增加了CdS QDs的负载量,从而有利于传感器的信号放大.在组装过程中,先将捕获探针(cDNA)固定在金电极表面,适配体与捕获探针杂交形成双链,此时没有电化学信号;当OTA存在时,适配体会与OTA结合而从电极表面脱离,再将标记有CdS QDs/SiO_2纳米复合材料的信号探针(sDNA)与电极上自由的cDNA杂交,产生电化学信号.最优条件下,传感器电化学信号强度增加值与OTA浓度在0.5 pg/m L~10.0 ng/m L范围内呈现良好的线性关系,检测限低至0.091 pg/m L.     

基于电化学技术的microRNA生物传感器

MicroRNA(miRNA)是一种内源性的非编码单链RNA,通过与mRNA的3'端非翻译区(UTR)的不完全互补或完全互补结合抑制靶mRNA的翻译或促使靶mRNA的降解来调控基因的表达,参与细胞的增殖、凋亡、分化和代谢等重要过程。MiRNA表达的变化可以起到癌基因和抑癌基因的作用,是一种潜在的肿瘤标志物,因此,miRNA的检测技术引起了人们的关注。由于电化学检测方法具有灵敏、快速、低成本和低能耗等特点,研究者广泛开展了应用电化学技术来发展miRNA检测的研究。本文将对基于电化学技术的miRNA检测方法进行综述。     

一种简单灵敏的基于适配体的黄曲霉毒素B1电化学传感器

黄曲霉毒素B1（AFB1）以其高毒性和致癌性成为食品安全隐患而备受关注. 本文拟构建一种新颖、简单、快速、灵敏的传感器用于谷物食品中AFB1的痕量检测. 将介孔碳（CMK）修饰在工作电极表面来增大电极的表面积,再将工作电极恒电位沉积金纳米粒子（AuNPs）,提高电信号的同时,为下一步巯基化适配体的连接提供位点. 检测过程中,AFB1可以竞争性地去除吸附在适配体链上的亚甲基蓝（MB）引起电信号的变化,对AFB1进行定量检测. 修饰的工作电极导电性能得到改善,灵敏度大大提高,对AFB1的线性响应范围为0.1 ~ 75 μg·L^-1,检出限低至36 ng·L^-1. 在对不同谷物食品（大米、玉米、糯米）进行加标回收实验中,回收率在92.3% ~ 103.6%范围之间,实现对目标物的定量检测. 本文为食品中AFB1快速检测方法提供了一种新思路和新方法.     

基于银沉积电化学溶出分析的超灵敏甲胎蛋白传感器

制备了基于金标记物诱导银沉积电化学溶出分析的超灵敏甲胎蛋白传感器。通过壳聚糖将多壁碳纳米管修饰在玻碳电极上,利用戊二醛共价固定捕获抗体制得传感器。通过夹心免疫反应,抗体功能化的纳米金被捕获到传感器表面并进一步诱导银沉积。沉积的纳米银可在KCl溶液中直接通过阳极溶出法进行分析,从而实现对α-甲胎蛋白的检测。利用甲胎蛋白作为模型分析物,在0.02～200μg/L范围内,电流强度随着甲胎蛋白的质量浓度呈线性降低(r=0.992 8),检出限(S/N=3)为8 ng/L。将该传感器用于3个血样中甲胎蛋白的测定,所得结果与电致化学发光法测定结果一致。该免疫传感器显示了良好的稳定性、重复性和准确度,在临床诊断中具有较好的应用前景。