基于不同电化学探针检测乳腺癌基因片段电化学传感器的研究

构建了以3种不同电活性物质(铁氰化钾平衡电对、亚甲基蓝和六氨合钌)为电化学信号探针,检测乳腺癌基因片段(乳腺癌DNA)的电化学传感器。利用吸附作用将探针ss DNA固定于金纳米-多壁碳纳米管-Nafion复合纳米材料修饰金电极表面,制备了DNA电化学传感器。采用循环伏安法、电化学阻抗法和微分脉冲伏安法,对DNA电化学传感器进行表征和定量分析。实验结果表明,在5 mmol/L K3[Fe(CN)6]-5mmol/L K4[Fe(CN)6]平衡电对电化学探针检测液中,乳腺癌DNA的线性范围为0.1~500.0 nmol/L,其检出限(S/N=3)为0.03 nmol/L。以20μmol/L亚甲基蓝为电化学探针检测液时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。利用50μmol/L六氨合钌电化学探针检测时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。3种电化学探针中,利用铁氰化钾平衡电对探针检测乳腺癌DNA的检出限最低,线性范围最宽。该传感器可用于其他DNA的检测分析。     

棒状Sb2S3-nafion纳米复合膜修饰玻碳电极的大肠杆菌DNA传感器

将棒状Sb2S3纳米粒子与Nafion聚合物在乙醇溶液中超声混合得到均匀的Sb2S3-Nafion纳米复合材料分散液。将该复合材料滴涂至玻碳电极(GCE)表面,得到稳定的Sb2S3-Nafion修饰电极。循环伏安和阻抗表征实验表明,由于Sb2S3的纳米尺寸效应及半导体效应,电极的电化学性能得到了极大的提高。采用PCl5为活化剂,将Nafion表面的磺酸基团酰氯化,再利用共价键合法将末端修饰氨基的大肠杆菌DNA特征序列固定到修饰电极表面,制备了一种新型的DNA电化学传感器。以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,将制备的DNA电化学传感器应用于大肠杆菌基因目标序列检测,结果表明,该传感器对目标DNA具有较宽的动力学线性范围(1.0×10-12～1.0×10-7mol/L),检出限达到2.4×10-13mol/L。此外,选择性实验表明该传感器对互补序列、单碱基错配序列、三碱基错配序列和完全错配序列具有良好的识别能力。     

柔红霉素修饰的纳米金电极的制备及其对DNA检测

利用双硫醇分子作为连接剂, 将纳米金颗粒固定于金电极上, 用伏安法、紫外-可见光谱和电化学交流阻抗对其组装过程以及活性进行了表征. 制备的纳米金修饰电极用于DNA测定及其对DNA损伤的检测. DNA的检测限为 1.2×10^－9 mol/L. 该法灵敏、简便.     

基于DNA电化学发光传感器研究金纳米颗粒对量子点的电化学发光影响

纳米金颗粒具有高的消光系数和良好的表面等离子体共振特性, 其等离子体共振特性受纳米金颗粒的尺寸和周围环境等因素的影响. 本文基于半导体纳米晶电化学发光信号对金纳米颗粒的距离依赖性制备了DNA电化学发光传感器. 首先利用循环伏安法(CV)在玻碳电极(GCE)表面原位沉积金纳米颗粒(AuNPs), 巯基丙酸包裹的CdS量子点(QDs)与氨基修饰的双链DNA (dsDNA)通过酰胺键缩合, 形成量子点修饰的双链DNA(QDs-dsDNA). 最后将QDs-dsDNA 通过dsDNA 另一端的巯基组装到纳米金表面, 得到CdS QDs-DNA/AuNPs/GCE电化学发光传感器. 在优化电极表面QDs-dsDNA密度、金纳米颗粒沉积方法等实验条件的基础上, 对不同传感器的表面性质进行了表征, 如形貌和电化学阻抗等. 进一步通过控制纳米金和CdS QDs之间的DNA研究了纳米金对CdS QDs发光信号的影响作用. 结果显示DNA链的长度和类型对发光信号有着重要的影响. 最后将此传感器用于环境污染物的DNA损伤检测, 显示出很好的灵敏响应.     

空壳纳米金修饰的新型DNA传感器

利用新型材料金纳米空球, 通过层层修饰的技术, 分别将壳聚糖、空壳纳米金、L-半胱氨酸、细胞色素c以及ssDNA探针修饰到玻碳电极表面, 制备了一种新型的DNA生物传感器. 以紫外及透射电子显微镜(TEM)表征了空壳纳米金, 以循环伏安法、阻抗谱图等电化学方法研究了传感器的特性, 通过原子力显微镜方法观察了该DNA生物传感器不同层之间的形态差异. 结果表明, 该修饰电极所吸附的ssDNA探针为1.672×10^―10 mol•cm^－2. 在指示剂柔红霉素的帮助下, DNA探针可与互补的DNA进行杂交, 借此以微分脉冲伏安法测定DNA.     

基于水滑石-金纳米粒子的阻抗型核酸适配体传感器的研究

在玻碳电极表面用电化学沉积法一步合成钴铝水滑石-金纳米粒子(CoAl LDH-GNPs)复合纳米材料,以复合纳米材料作为核酸适配体(Apt)的固定化基质,建立了一种高灵敏的阻抗型适配体传感器.采用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)对CoAl LDH-GNPs复合纳米材料进行了表征,对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗进行表征,对传感器的性能采用电化学阻抗进行研究.复合纳米材料CoAl LDH-GNPs构筑的传感器对凝血酶(THR)具有良好的信号响应,线性相关系数R=0.995,检出限为0.3 ng/L(S/N=3),检测范围为1.0 ng/L～ 100 μg/L.     

聚脱氧腺苷酸/还原石墨烯纳米复合膜电化学传感器检测核黄素

以含32个碱基的聚脱氧腺苷酸(A32)作为黏合剂,将水合肼还原的石墨烯(RGO)固定在金(Au)电极表面,制备A32/RGO纳米复合膜电化学传感器.利用循环伏安法和交流阻抗法对传感器制备过程进行表征,并用循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了该传感器的电化学行为.研究结果表明,与裸Au电极和A32修饰的Au电极相比,RGO/A32/Au电极对核黄素有较高的电化学活性,其还原峰电流与核黄素的浓度在0.025~2.75μmol/L范围内呈线性关系,检出限(S/N=3)为15 nmol/L.该传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强及稳定性好等优点,可用于人尿中核黄素的分析测定.     

基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备

构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管(AuNPs/PFA/MWCNTs)修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器.利用循环伏安技术在多壁碳管修饰的玻碳电极表面上聚合一层阿魏酸,在恒电位条件下,在阿魏酸表面沉积金纳米粒子,巯基DNA作为探针通过金硫键固定在金纳米粒子表面.电化学交流阻抗技术(EIS)与扫描电镜(SEM...     

基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器

为了检测三磷酸腺苷(ATP)的浓度,利用微系统(MEMS)技术小批量加工薄膜金电极,采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面,以三磷酸腺苷适体作为识别元件,构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥[Fe(CN)6]3!/4!所引起的阻抗变化实现对ATP浓度的检测。首先采用电化学阻抗谱法研究了裸金电极及ATP加入前后、6-巯基己醇封闭电极前后以及不同自组装时间(3,8,15,24和30 h)条件下,电极在电化学阻抗溶液中阻抗值变化。然后研究了不同浓度ATP适体传感器的电化学阻抗谱以及适体传感器的线性度和重复性。结果表明,在自组装时间为24 h,使用6-巯基己醇封闭金电极的条件下,此传感器线性测量范围可达到1~500 nmol/L,检出限为1 nmol/L,线性相关系数为0.9842。此传感器制作简单,检出限低且重复性好。     

基于纳米金／壳聚糖掺杂碳纳米管修饰金电极非标记免疫传感器的研究

应用吸附法将羊抗人IgG抗体直接固定于纳米金(GNPs)/壳聚糖(Chit)掺杂碳纳米管(CNTs)修饰的金电极表面,制备了用于人IgG抗原检测的非标记电化学免疫传感器.利用循环伏安法和交流阻抗研究了修饰电极表面的电化学特性,用差分脉冲伏安法研究了测试底液的pH值对免疫传感器性能的影响.实验表明,在含不同浓度人IgG的...     

基于三维有序金掺杂纳米二氧化钛的DNA生物传感器研究

用模板法在氧化铟锡(ITO)电极上制备具有三维有序多孔结构的金掺杂纳米二氧化钛修饰电极(3DOM GTD/ITO),扫描电镜(SEM)结果表明,制备的修饰电极三维结构规整有序、孔径均一。将标记有二茂铁(Fc)的DNA探针修饰到3DOM GTD/ITO电极上构建了一种新的标记型DNA生物传感器,通过Fc在DNA探针杂交前后的电化学信号变化可识别目标靶序列。采用循环伏安(CV)、示差脉冲(DPV)和交流阻抗(EIS)等方法对DNA探针在电极表面的固定和杂交进行表征。实验结果表明,该DNA生物传感器可以成功地识别乳腺癌基因靶序列,Fc的氧化还原电流与靶序列浓度在8.0×10-7～1.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,线性相关系数为0.9908,检测限为5.2×10-7 mol/L。     

基于DNA四面体纳米结构探针的电化学生物传感器检测DNA甲基化

该文以DNA四面体纳米结构探针(TSP)为捕获探针,将辣根过氧化物酶标记的IgG抗体结合在纳米金颗粒表面(AuNPs-IgG-HRP)作为信号分子,构建了一种新型DNA甲基化电化学传感器。利用一步热变性法组装成TSP后,通过Au—S键固定在修饰纳米金颗粒的金电极表面,经过靶标DNA杂交、5-甲基胞嘧啶(5-mc)抗体及AuNPs-IgG-HRP结合后,用差分脉冲伏安法(DPV)进行检测。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对修饰电极的构建过程进行电化学表征。探究了杂交时间、5-mc抗体浓度、IgG-HRP加入体积、氢醌(HQ)和过氧化氢(H2O2)浓度对传感器的影响。在最佳条件下,该传感器对甲基化DNA的线性响应范围为1.0×10-15~1.0×10-10 mol/L,检出限(S/N=3)为4.4×10-16 mol/L。该传感器具有良好的选择性和稳定性,为DNA甲基化检测提供了新方法。     

基于HDT自组装金纳米粒子修饰电极的微囊藻毒素-LR电化学免疫传感器研究

构建了一种新型的基于金纳米粒子(Au NPs)修饰金电极的微囊藻毒素-亮氨酸-精氨酸(MCLR)电化学免疫传感器。采用柠檬酸钠还原法制备了Au NPs溶胶,分别用透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱对其进行表征。将Au NPs组装到1,6-己二硫醇(HDT)自组装单分子层修饰的金电极表面,再将MCLR抗体(anti-MCLR)固定于该修饰电极上,利用扫描探针显微镜法、循环伏安法和电化学交流阻抗法(EIS)表征了自制化学修饰电极表面的形貌特征和电化学免疫传感器的电化学特征。通过辣根过氧化物酶标记的MCLR(MCLR-HRP)与MCLR竞争结合抗体,建立了检测MCLR的差分脉冲伏安法(DPV)。在最佳实验条件下,用DPV对MCLR检测的线性范围为0.01~25μg/L,检出限为0.005μg/L。对构建的免疫传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。该方法对实际水样中MCLR的加标回收率为100%~102%,测定结果与高效液相色谱法的测定结果一致。     

纳米金修饰玻碳电极对鸟嘌呤的催化氧化

采用电化学沉积法制备了纳米金修饰玻碳电极,并用循环伏安法和电化学阻抗法进行了表征,以此建立了一种直接测定鸟嘌呤的电分析方法。在磷酸盐缓冲溶液(pH 6.0)中,研究了鸟嘌呤在纳米金修饰电极上的电化学行为,实验结果表明,纳米金修饰电极可以增强鸟嘌呤在电极表面的吸附,并加快鸟嘌呤在电极表面的电子传输,使其电化学信号明显增大,检测灵敏度大大提高,该修饰电极对鸟嘌呤表现出良好的电催化性能。在优化实验条件下对鸟嘌呤进行测定,方法的线性范围为8.0×10-7~6.0×10-5mol/L,检出限为1.0×10-8mol/L,在鸟嘌呤浓度为1.0×10-5mol/L时测得RSD(n=10)为2.5%。     

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.     

电聚合茜素黄R构建辣根过氧化物酶传感器的研究

利用电聚合茜素黄R(AYR)的方法,将辣根过氧化物酶(HRP)和细胞色素c(Cyt c)固载于通过一步法电沉积的碳纳米管-金纳米粒子(MWCNTsAu NPs)复合纳米材料修饰电极表面,构筑PAYR-HRP-Cyt c/M WCNTs-Au NPs修饰电极,并利用HRP对H2O2的直接电化学催化行为对H2O2进行检测。采用扫描电镜对MWCNTs-Au NPs和PAYR-HRP-Cyt c的表面形貌进行表征。利用电化学阻抗对修饰电极的构筑过程进行了监测。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的电化学行为进行了研究。探讨了p H和电位对该修饰电极测定H2O2的性能的影响。该传感器对H2O2在5.0×10-7~3.14×10-3mol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.9997,灵敏度为0.50 A·L/mol,检出限(S/N=3)为9.6×10-8mol/L。     

以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测

通过金硫键将腺苷适配体互补链(S1)和末端带羧基的DNA链(S2)修饰在金纳米粒子(GNPs)表面,以及甲苯胺蓝(TB)与S2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA探针分子TB-S2-GNPs-S1,然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子,以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体(Apt)固定在电极表面,以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附,再通过TB-S2-GNPs-S1中的S1与Apt杂交将TB-S2-GNPs-S1负载到电极表面,成功建立了一种以甲苯胺蓝为电化学探针检测腺苷的适配体生物传感器。采用紫外可见光谱和扫描电镜对合成的金纳米粒子和TB-S2-GNPs-S1复合物进行表征。对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗法(EIS)进行表征,对传感器的性能采用差分脉冲法(DPV)和电化学阻抗进行研究。该传感器在1.0×10-4~100.0 ng/m L范围内对腺苷具有良好的信号响应,相关系数(r)为0.994,检出限(S/N=3)为64.7 fg/m L。     

基于胆碱修饰层为基底的纳米金固定过氧化物酶修饰电极的研究

玻碳电极上共价修饰上单分子层胆碱(Ch)可以显著提高电极的活性。本研究利用该电极上胆碱层带有的正电荷,牢固吸附带负电荷的纳米金溶胶,继而利用纳米金颗粒良好固载辣根过氧化物酶(HRP),制备出了基于HRP酶直接电化学的H2O2传感器。以阻抗谱、循环伏安等方法表征了修饰电极的性质。结果显示,该电化学传感器具有良好的催化活性,电活性HRP的表面浓度(Γ*)为1.2×10-9mol/cm2,米氏常数KMapp=1.55±0.11 mmol/L。该修饰电极在H2O2浓度1.2×10-6~3.2×10-3mol/L范围内有线性响应,检出限(S/N=3)为4.0×10-7mol/L。本修饰电极制备简单,选择性高,稳定性好,可以作为进一步构筑生物传感器的基础。     

MoS_2中空纳米球的制备及在超灵敏microRNA电化学生物传感器中的应用

采用模板法制备了二硫化钼中空球纳米材料,利用扫描电子电子显微镜、X射线衍射仪和Raman光谱仪对材料的形貌和结构进行表征.将适配体固定在金纳米粒子和二硫化钼共同修饰的电极上构建了一种新型的微小核糖核酸(microRNA)电化学生物传感器,采用循环伏安、微分脉冲伏安和电化学阻抗等技术对构筑的传感器进行表征.结果表明,microRNA浓度在1.0×10~(-10)~1.0×10~(-16)mol/L范围内峰电流(I)与microRNA浓度的负对数(-lgc)呈良好的线性,目标miRNA的检出限为0.55×10~(-16)mol/L.构建出的传感器具备选择性好、灵敏度高、稳定性强等特性,具有广阔的应用前景.     

硫化镉量子点-纳米金复合颗粒电化学发光传感器研究DNA的损伤

采用电化学发光方法研究了全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)对DNA的损伤。结合量子点(Quantum dots,QDs)及纳米金(Nano gold,NG)颗粒的独特性能,制备了量子点-纳米金复合颗粒。将小牛胸腺DNA(ct-DNA)修饰在玻碳电极表面,然后修饰量子点-纳米金复合颗粒,构建了基于纳米金的量子点电化学发光传感器,研究了纳米金对量子点发光强度的增强作用,并利用该传感器进一步研究了PFOA对ctDNA的损伤作用。采用原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱(XPS)技术对修饰电极的表面形态进行表征。实验结果表明,与单一的量子点电化学发光传感器相比,纳米金-量子点复合物电化学发光传感器的发光强度增大了近4倍。同时,ct-DNA经PFOA温浴作用后,电化学发光强度发生显著降低,表明PFOA导致了ct-DNA损伤。