微囊藻毒素-LR阻抗型电化学免疫传感器的研究

基于1,6-己二硫醇自组装技术和纳米金吸附作用相结合的方法固定微囊藻毒素抗体,采用循环伏安法及交流阻抗法研究了该修饰电极的电化学性质,并优化了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的测定条件.结果表明,在优化条件下,阻抗变化值与MC-LR标准品质量浓度分别在0.25 ～2.0 μg/L和2.0 ～95 μg/L 范围内呈良好的线性关系,其线性相关系数分别为0.994 4和0.997 2,检出限达0.085 μg/L(S/N=3);电极的重现性及稳定性较好,连续测定12次,相对标准偏差为7.8%;4 ℃下储存60 d后阻抗响应信号无明显变化;应用于饮用水中MC-LR的测定,样品的回收率为93% ～118%;检测时间为15 min.该传感器无需标记、灵敏度高、稳定性好,可用于快速检测饮用水源水中的MC-LR.     

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。     

碳纳米管/纳米金复合膜电化学免疫传感器用于微囊藻毒素的检测研究

在玻碳电极表面修饰碳纳米管,并用多电位阶跃法在碳纳米管表面沉积纳米金制得碳纳米管/纳米金复合膜。通过纳米金和微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)抗体之间的吸附作用,将抗微囊藻单克隆抗体固定于电极表面,以牛血清白蛋白封闭非特异性吸附位点,研制了检测微囊藻毒素的电化学免疫传感器。利用微囊藻毒素与其抗体之间的特异性识别作用构建"三明治"夹心结构的免疫分析模式,以辣根过氧化物酶标记抗体为二抗,利用微分脉冲伏安法实现了对微囊藻毒素的检测。在优化条件下,此传感器的响应电流与微囊藻毒素浓度在0.50~12.0μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.30μg/L(S/N=3)。对实际水样进行了微囊藻毒素的加标回收实验,回收率在93.0%~108.5%之间,相对标准偏差为3.8%~5.0%。     

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。     

免标记电化学发光免疫法传感器检测饲料中抗菌肽

构建了测定抗菌肽的免标记电化学发光免疫传感器。采用循环伏安法在金电极表面电聚合L-半胱氨酸(Cys)层,然后采用滴加的方式,通过Au-S共价和静电吸附作用再修饰纳米金颗粒于Cys层,进一步通过静电吸附作用固定抗菌肽抗体(例如天蚕素B抗体),最后以牛血清白蛋白封闭非特异性吸附位点,制得目标传感器。将目标传感器在含有天蚕素B的溶液中于37℃温育1.5 h,由于抗原与目标传感器上的抗体会发生特异性的免疫反应,产生的免疫复合物会导致0.1 mol/L K_2S_2O_8-0.1 mol/L PBS体系的ECL降低。在优化的条件下,天蚕素B在0.1~10 ng/m L范围内,ECL和天蚕素B质量浓度对数呈线性关系,线性方程为y=1352.0-520.54lgρ,r=0.996,检出限为30 pg/m L(S/N=3)。     

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×...     

微囊藻毒素-LR免疫亲和层析柱的研制和应用

用CNBr-activated Sepharose4B和微囊藻毒素-LR的单克隆抗体制备了免疫亲和层析柱,测得抗体偶联率在75.7%~94.1%之间。制得的免疫亲和层析柱最大柱容量在76~95ng之间,柱空白为0,回收率在90.8%~105.1%之间。柱子再生重复使用6次后,回收率不低于75%。建立了免疫亲和层析柱-高效液相色谱测定水样中的微囊藻毒素-LR的方法。该法检出限为5ng/L;线性定量范围为10~500ng/L。实验结果显示,免疫亲和层析柱特异性好,一次净化能除去绝大部分干扰物,净化效果明显优于现有的固相萃取柱。     

基于Ru@SiO_2的微囊藻毒素电化学发光免疫传感器研究

本研究在玻碳电极(GCE)表面电沉积金纳米粒子(Au NPs),通过化学吸附将微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)(MC-LR)的单克隆抗体(anti-MC-LR)固定在电沉积了Au NPs的玻碳电极表面,以牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,制得免疫电极anti-MC-LR/Au NPs/GCE。采用微乳化法制备了掺杂三(2,2'-联二吡啶)钌(Ⅱ)配合物离子(Ru(bpy)2+3)的二氧化硅纳米粒子(Ru@SiO2),利用透射电镜和扫描电镜对所制备的纳米粒子进行表征。3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)进一步与Ru@SiO2反应,制得氨基功能化的Ru@SiO2,通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化辣根过氧化物酶标记的MC-LR(HRP-MC-LR),并使其与氨基功能化的Ru@SiO2偶联,制得MC-LR-Ru@SiO2。采用直接竞争模式,在标记物MC-LR-Ru@SiO2存在下,以三丙胺作为共反应物,利用电化学发光法(ECL)测定溶液中的微囊藻毒素,免疫反应完成后,电化学发光强度(I)随着MC-LR浓度的增大而减小,且在0.100~100μg/L范围内,电化学发光强度差值(ΔI)与游离的MC-LR浓度的对数呈良好线性关系,检出限为0.007μg/L。对实际水样进行了加标回收实验,回收率为95.5%~105%。     

基于金-铂纳米颗粒修饰的碳纳米管构建免标记电化学免疫传感器用于CEA检测

本文将金-铂双金属纳米颗粒(Au-PtNPs)沉积在羧基化的单壁碳纳米管表面作为基底材料,用以固载癌胚抗原抗体(anti-CEA)。利用anti-CEA与癌胚抗原(CEA)间的特异性识别作用将CEA固载于电极表面,用于降低Au-PtNPs对底物对苯二酚的催化作用,以改变电化学响应信号。通过对比CEA作用前后的电化学信号变化强弱可实现CEA的定量检测。研究发现,在最优实验条件下,CEA的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系。在0.05～80ng·mL~(-1)范围内其检测限为5 pg·mL~(-1)。该免疫传感器不仅展现出良好的选择性、重现性和稳定性,同时能成功用于人体血清样本的分析检测,其结果与酶联免疫方法(ELISA)检测结果相吻合。     

用于高灵敏检测人肠道病毒71型的纳米金电化学免疫传感器

在玻碳电极表面滴加纳米金,通过纳米金(AuNPs)的生物相容性以固定人肠道病毒71型(EV71)抗体从而制备EV71电化学免疫传感器,该电化学免疫传感器可灵敏检测EV71。在pH 7.0的含有0.1mol·L-1氯化钾和5mmol·L-1 K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6的磷酸盐缓冲溶液中,通过循环伏安法考察了该免疫传感器的分析性能。当EV71的质量浓度在0.1~80μg·L-1范围内时,氧化还原探针[Fe(CN6)]3-/4-的氧化峰电流随EV71质量浓度的增大呈线性降低,检出限(3S/N)为0.025μg·L-1。对20μg·L-1的EV71抗原标准溶液测定5次,测定值的相对标准偏差为3.0%。以空白样品为基体进行加标回收试验,所得回收率在98.3%~100%之间。     

基于碳纳米管的免标记型电化学适体传感器检测腺苷

以固定在玻碳电极表面的羧基化的单壁碳纳米管(SWCNTs)作为适体固定平台,使其与腺苷适体进行酰胺化反应,使得适体附着于SWCNTs上,通过封闭剂(PEG)掩蔽电极表面的空白位点。当引入腺苷后,腺苷适体和腺苷形成G-四面体结构,根据阻抗强度值的变化实现对腺苷的高灵敏检测。传感器在优化的条件下,检测腺苷的线性范围为5. 0 pmol/L～0. 5μmol/L,检出限为1. 0 pmol/L。该检测方法无需加入电活性信号物质,具有简单、高灵敏和高特异性等优点,可以扩展应用到构建其他生物小分子和金属离子的传感器中。     

免标型沙丁胺醇免疫电化学传感器

构建了以茜素为探针,二氧化钛掺杂乙炔黑和壳聚糖复合材料为信号放大平台的新型免标型沙丁胺醇免疫传感器。于修饰电极的表面电沉积金纳米粒子,实现沙丁胺醇抗体的固定并进一步增大电流响应。采用扫描电子显微镜(SEM)对材料进行表征,循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱图(EIS)对修饰电极的构建过程及传感器的性能进行电化学表征。采用差分脉冲伏安法(DPV)检测茜素在修饰电极表面的峰电流值,不同浓度的沙丁胺醇(SAL)抗原与抗体发生免疫亲和反应后,该峰电流值随着沙丁胺醇浓度的增大而减小,并呈线性关系,据此建立峰电流值与沙丁胺醇浓度的关系并实现了对沙丁胺醇的定量检测。探究了缓冲溶液p H值、孵化温度和孵化时间对免疫传感器的影响。在最佳条件下,该免疫传感器对沙丁胺醇的线性响应范围为1.0~100μg/L,检出限(LOD)为0.67μg/L(3σ/k)。该免疫传感器具有良好的重现性、选择性和稳定性,已成功用于猪饲料和猪肉样品中沙丁胺醇的检测,加标回收率分别为100.2%~102.4%(相对标准偏差为1.9%~4.7%)和97.5%~103.3%(相对标准偏差为2.1%~3.5%)。     

基于纳米ZnO/壳聚糖复合膜DNA电化学传感器用于HIV基因的免标记检测

以室温固相合成法制备纳米ZnO,通过壳聚糖(CHIT)的成膜效应将纳米ZnO固定在玻碳电极(GCE)表面,制得的ZnO/CHIT/GCE电极成为DNA固定和杂交的良好平台。DNA的固定和杂交通过电化学交流阻抗进行表征。以电化学交流阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测人类免疫缺陷病毒(HIV)基因片段的线性范围为2.0×10-11~2.0×10-6mol/L,检出限为2.0×10-12mol/L。     

基于纳米金固定半抗原的电化学免疫传感器灵敏检测克伦特罗

研制了一种基于纳米金固定半抗原的间接竞争电化学免疫传感器,可灵敏检测克伦特罗.在金电极表面组装1,6-己二硫醇单分子膜,通过Au-S共价作用连接纳米金颗粒,通过吸附作用固定克伦特罗牛血清白蛋白偶联物.样品中的待测组分与固定化的克伦特罗偶联物竞争结合单克隆抗体,碱性磷酸酯酶标记的二抗选择性地与电极表面捕获的一抗反应,进而催化底物1-萘酚磷酸酯水解生成1-萘酚,在电极表面氧化产生电信号.在优化的实验条件下,克伦特罗浓度在0.1～1000 μg/L范围内与电流强度线性相关,线性方程为I(A)-8.79× 10-7-2.66× 10-7logC (μg/L),相关系数0.9960,检出限达20 ng/L.同时测定了猪肉及猪肝样品中克伦特罗含量,相对标准偏差平均值为7.0％,加标回收率在89.1％～105.6％之间,与传统的间接竞争酶联免疫吸附法对照,结果无显著性差异.     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。     

构建免标记电流型免疫传感器用于检测血清中癌胚抗原(CEA)

构建了灵敏的铁氰化钾-壳聚糖-戊二醛信号体系,并以此为信号指示剂,建立了稳定、准确的免标记电化学免疫传感器用于血清中癌胚抗原(CEA)的检测。信号体系和Nafion分别修饰于玻碳电极表面,并固定CEA抗体,分别用原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)对电极修饰过程的形貌和电化学行为进行表征。结果表明,循环伏安的电流响应值与固定在电极表面的CEA浓度直接相关,且CEA浓度的对数值在0.005~40.0 ng/mL范围内与电流的降低值呈良好的线性关系,检出限为1.23 pg/mL。方法具有良好的特异性,能准确检测血清样本中CEA的浓度。     

高效液相色谱法测定地表水中的微囊藻毒素-LR

对地表水中的微囊藻毒素-LR进行高效液相色谱法（HPLC）测定,采用V乙醇：V水（含0．1％三氟乙酸）=45：55为流动相,微囊藻毒素．LR在ODS色谱柱上获得理想的分离效果。采用含0．1％三氟乙酸的乙醇溶液在样品前处理提取中获得较高的提取效率,通过优化前处理及检测条件,有效地去除了干扰,获得了简便、安全、有效的检测效果。     

基于双层酶信号放大及纳米功能界面的微囊藻毒素电化学免疫传感器

设计了一种基于纳米复合膜双层酶信号放大的竞争型电化学免疫传感器,用于检测痕量微囊藻毒素-LR(Microcystin-(leucine-arginine),MCLR)。在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上电沉积金纳米粒子形成纳米复合膜,作为MCLR抗体(anti-MCLR)和辣根过氧化物酶(HRP)的固定化载体;引入HRP作为封闭剂或者通过抗体捕获HRP标记的MCLR(HRP-MCLR),起封闭活性位点及协同催化的作用。利用MCLR与HRPMCLR对纳米复合膜所固载抗体活性位点的竞争结合模式,采用微分脉冲伏安法(DPV)测定电极界面上HRP酶催化过氧化氢(H_2O_2)氧化对苯二酚(HQ)产生的还原电流,实现MCLR的定量检测。此传感器具有良好的特异性、稳定性与灵敏度,线性检测范围为0.1~100.0 μg/L,检出限为0.038 μg/L(S/N=3),对实际水样的加标回收率为72.9%~117.3%。     

掺氮二氧化钛可见光照射降解微囊藻毒素-LR

采用溶胶凝胶法制备了N掺杂TiO2(N-TiO2)纳米粉体光催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外可见反射光谱及透射电镜(TEM)分析测定,对光催化剂N/TiO2进行了结构表征.发现N掺杂TiO2相对纯TiO2禁带宽度变窄,可见光区有明显吸收.在可见光照射下,利用纳米N/TiO2作为光催化剂降解微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR),通过高效液相色谱仪(HPLC)跟踪检测降解过程MC-LR浓度变化,液质联用仪(LC-MS)检测MC-LR降解中间产物变化.利用电子自旋共振法(ESR)及过氧化物酶催化氧化方法跟踪定性定量测定光催化过程中氧化物种的种类变化.采用总有机碳(TOC)测定仪测定了MC-LR光催化深度氧化矿化效果.结果表明,可见光(λ420nm)照射可有效激发光催化剂N-TiO2活化分子氧降解MC-LR,在反应条件下,光催化反应14h,MC-LR降解率达到100%,20h矿化率达到59%.其光催化反应体系中氧化物种主要为羟基自由基(·OH).质谱检测到13种降解产物,主要反应机理为光催化反应产生·OH进攻MC-LR结构四个易氧化部位,以及一些氨基酸之间的肽键的水解.     

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.