基于纳米银与有机多孔材料/纳米金修饰的甲胎蛋白免疫传感器研究

在金电极表面电沉积银为氧化还原探针,利用有机多孔材料(PTC-NH2)、纳米金(nano-Au)固载甲胎蛋白抗体(anti-AFP),制备出用于检测甲胎蛋白(AFP)的安培型免疫传感器。通过交流阻抗技术、循环伏安法研究了电极的电化学特性,考察了孵育时间、测试液pH值等实验条件对传感器性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对电极的修饰过程进行了表征。该传感器对AFP有良好的电流响应,线性范围分别为1.0～20.0ng/mL和20.0～60.0 ng/mL,检测限为0.6 ng/mL。     

基于中性红电聚合膜的伏安型甲胎蛋白免疫传感器

用循环伏安法在玻碳电极上电聚合一层稳定的中性红聚合物膜,再通过共价键合作用将戊二醛和甲胎蛋白抗体自组装到电极表面,最后用辣根过氧化物酶封闭电极上的非特异性吸附位点,并同时起到放大响应电流信号的作用,制得高灵敏伏安型甲胎蛋白抗原免疫传感器。实验结果表明,该传感器对甲胎蛋白抗原具有良好的电流响应,该传感器的线性范围为1.00～10.0ng/mL和10.0～200ng/mL,检出限(3σ)为0.40ng/mL。     

基于聚硫堇和纳米金共修饰的过氧化氢生物传感器的研究

用循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在铂电极上,使其表面形成均匀的带负电的聚合膜层,通过静电吸附作用固定表面带正电荷的辣根过氧化物酶,接着吸附纳米金,然后再利用纳米金吸附固定一层辣根过氧化物酶,制成了新型过氧化氢生物传感器。实验发现,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、灵敏度高、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性。检测范围为5.2×10-7~2.0×10-3mol/L,检出限为1.7×10-7mol/L,并具有抗尿酸、抗坏血酸等干扰的特点。     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

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。     

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。     

基于层层静电吸附天青Ⅰ和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

在玻碳电极(GCE)上,构造了一种以对氨基苯磺酸电聚合膜(PABSA)为基底,利用层层静电自组装技术固定多层天青Ⅰ(AI)和纳米金(nano-Au)制备的复合薄膜(nano-Au/AI)n,然后通过静电吸附辣根过氧化物酶(HRP)制得过氧化氢生物传感器[HRP/(nano-Au/AI)n/PABSA/GCE].采用循环伏安法和计时电流法考察了该传感器的电化学性质,并且研究了该修饰电极对H2O2的催化还原作用.在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.5×10-6～3.6×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为1.2×10-6 mol/L.该传感器的米氏常数为1.5 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

基于纳米金/硫堇层层自组装的新型电流型酶-癌胚抗原免疫传感器

将Nafion 膜固定在金电极(Au)表面, 通过静电吸附和共价键合作用将硫堇(Thi)和纳米金颗粒(nano-Au)层层自组装到Nafion膜修饰的金电极表面. 再通过形成的纳米金单层吸附癌胚抗体(anti-CEA), 最后用辣根过氧化物酶(HRP)代替牛血清白蛋白(BSA)封闭电极上的非特异性吸附位点, 并同时起到放大响应电流信号的作用, 从而制得高灵敏、高稳定电流型酶-癌胚抗原(CEA)免疫传感器. 通过循环伏安和交流阻抗考察了电极表面的电化学特性, 并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究. 该传感器对CEA检测的线性范围为2.5~80.0 ng/mL, 检测限为0.90 ng/mL.     

纳米金固定辣根过氧化物酶的碳纳米管修饰第3代过氧化氢传感器的研究

将纳米金吸附辣根过氧化物酶（HRP）固定在多壁碳纳米管（MWNT）修饰的铂（Pt）电极上,利用MWNT对HRP的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力制备了第3代H2O2生物传感器。实验结果表明,HRP在MWNT／Pt电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移,HRP保持了其对H2O2还原的生物电催化活性,而且能快速（3S）地响应H2O2浓度的变化。HRP在修饰电极上的表观吸附量（Tr）为7．3×10^-10mol／cm^2,异相电子转移常数（Ks）为1．23s^-1。该传感器在-300mV时对H2O2响应的线性范瑚为1×10^-5～1×10^-3 mol／L（r=0．9968,n=4）。     

基于酶联金纳米复合探针的磁分离免疫传感器检测莱克多巴胺

构建了一种基于新型酶联金纳米复合探针(E-GNPs)的磁分离竞争免疫传感器,用于检测莱克多巴胺(Ractopamine, RAC)。通过链霉亲和素与生物素的特异性相互作用,在抗体上标记辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase, HRP),采用静电组装法将抗体修饰于金纳米颗粒表面得到E-GNPs,引入卵清蛋白(Ovalbumin, OVA)-RAC半抗原(Hapten)复合物包被的磁珠进行竞争反应,通过显色反应实现目标物的定量分析。当目标分子RAC浓度变化时,酶催化底物显色随之改变,并且RAC的浓度与显色信号强度呈线性关系。紫外-可见吸收光谱表征结果表明,一个E-GNPs可携带11个HRP分子,使得该免疫传感器具有较高的灵敏度,检出限低至1.75 pg/mL,较传统酶联免疫方法灵敏度提高了10倍。交叉反应实验结果表明,此传感器对RAC的选择性良好,可应用于猪肉、牛肉和羊肉等实际样品中RAC的检测,加标回收率为88.3%～103.4%。本方法为动物源食品中RAC的快速筛查提供了一种新思路。     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/L-半胱氨酸/聚邻氨基苯甲酸膜修饰的过氧化氢生物传感器

描述了测定过氧化氢的第三代电流型生物传感器。为了制备生物传感器，邻氨基苯甲酸（oABA）被电聚合到铂电极的表面形成具有抗干扰能力的静电排斥层。辣根过氧化物酶（HRP）通过纳米金（Nano-Au）的吸附固定到修饰了聚邻氨基苯甲酸及L-半胱氨酸的电极上。过氧化氢的测量是在相对于饱和甘汞电极的＋20 mV处进行的。修饰好的电极具有快速的响应，优秀的再现性和灵敏度，宽的线性范围和低的干扰水平等特点。我们研究了温度和pH对电极响应的影响及传感器的稳定性。在优化的条件下，传感器对过氧化氢的线性范围是2.99×10^-6到3.55×10^-3 mol/L，灵敏度和检测下限分别为0.0177 A•L^－1•mol^－1和4.3×10-7 mol/L（S/N＝3）。传感器不到10 s就可以达到响应的95％。     

多层自组装硫脲和纳米金电流型萘免疫传感器的研究

建立了基于硫脲和纳米金层层自组装技术的无标记、高灵敏电流型免疫传感器,用于萘的检测。利用循环伏安法研究了修饰电极表面的电化学特性以及测试溶液的pH值、孵育时间和温度对免疫传感器性能的影响。实验表明,此免疫传感器在含不同浓度萘抗原的PBS溶液(pH7.4)中37℃下孵育30 min后,在pH7.4的测试底液中测定,响应电流与萘浓度在0.5～100μg/L范围内有良好的线性关系,r=0.9986,检出限为0.08μg/L。此传感器制备简单,灵敏度高,稳定性好,可以重复使用。应用于实际水样中萘的测定,回收率为94.3%～107.0%。     

基于金纳米棒-辣根过氧化物酶协同效应的过氧化苯甲酰生物传感器

将金纳米棒(AuNRs)和辣根过氧化物酶(HRP)以自组装的方式依次修饰到Au电极表面,构建了响应过氧化苯甲酰(BPO)生物传感器。采用循环伏安法和电流时间法研究了传感器的电化学性质和最佳工作条件;由于HRP/AuNRs复合膜的协同效应,电极性能得到显著改善。在最佳工作条件下(工作电压-0.02V,pH 7的磷酸盐缓冲体系),BPO浓度在5.0×10-6～1.0×10-4 mol/L范围内与电极的电流响应值呈良好的线性关系,线性回归方程为:i(μA)=12.6796C(mmol/L)+0.2406,R=0.9993。电极的检出限为8.5×10-7 mol/L。电极用于面粉中BPO的测定,平行测定6次,平均回收率为97.9%～100.1%,相对标准偏差(RSD)为0.5%～2.1%。本方法用于商品面粉中的BPO测定,取得满意结果。     

基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸(AA)为还原剂,通过一步还原法将氧化石墨烯和氯金酸同时还原,合成石墨烯/金纳米复合材料,并直接滴涂于玻碳电极表面,构建基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器。采用循环伏安法和线性扫描伏安法对传感器的性质进行了研究。结果表明,该传感器能催化葡萄糖的氧化,且其氧化峰电流随葡萄糖浓度的增大而增大。测定葡萄糖的线性范围为0.01~2.5mmol/L(R=0.9964),检出限(S/N=3)为3μmol/L。对同一浓度的葡萄糖溶液平行测定8次,其电流强度的相对标准偏差(RSD)为2.6%。该传感器制作简单、稳定性好,将其用于葡萄糖注射液的检测,方法灵敏,其加标回收率为92.9%。     

基于固定化纳米金增强化学发光双酶传感器测定葡萄糖

研制了一种新型流动注射化学发光（CL）双酶传感器,用于葡萄糖的检测．该传感器将掺杂金纳米粒子（GNPs）的壳聚糖膜包覆在硅烷化试剂预处理的玻璃微珠上,用于吸附固定葡萄糖氧化酶（GOD）和辣根过氧化物酶（HRP）．葡萄糖在GOD的催化下发生氧化反应生成H2O2,生成的H2O2在HRP的催化作用下与鲁米诺发生反应,并产生化学发光信号．实验表明,壳聚糖中掺杂的GNPs不仅能够有效的吸附酶分子并保持其生物活性,还对Luminol-H2O2-HRP化学发光体系具有增敏作用．通过化学发光光谱和紫外光谱表征,详细研究了固定化GNPs增强Luminol—H2O2-HRP体系的化学发光机理．在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖检测的线性范围为0．01～6．0mmol／L,检测限为5．0μmol／L（3σ）．将所建立的方法用于临床血清样品中葡萄糖含量的测定,获得了满意的结果．     

磁性纳米粒子固定辣根过氧化物酶的生物传感器

利用FeSO4与FeCl3合成了磁性Fe3O4纳米粒子,并进一步利用3-氨丙基-3-乙氧基硅烷(APS)和戊二醛溶液将辣根过氧化物酶共价固定于该磁性纳米粒子表面,研究了该磁性颗粒的磁学性能,通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了酶修饰电极。考察了该传感器对H2O2的电化学响应。该生物传感器可对H2O2进行测定,线性范围为1.2×10-7~8.3×10-5mol/L;检出限为4.5×10-8mol/L。利用磁性纳米粒子所制得的酶修饰电极具有催化性能高、稳定性好、造价低和修饰层易更新等优点,有望得到更多的实际应用。     

基于静电吸附甲苯胺蓝和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

以玻碳电极为基底,电聚合邻氨基苯甲酸(ABA),使其形成带负电的界面,通过分子间静电作用力,自组装一层带正电荷的电子媒介体甲苯胺蓝(TB),再通过媒介体的氨基吸附纳米金,最后静电吸附固定辣根过氧化物酶制备出H2O2传感器。探讨了膜聚合时间、媒介体组装时间、pH、温度、工作电位对电极响应的影响。在优化的实验条件下,该传感器对H2O2电流响应与其浓度为1.5×10-5~1.3×10-3mol/L范围内呈线性关系;检出限为5.6×10-6mol/L。此外,该传感器具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰。     

纳米金与磁性纳米复合物构建电流型免疫传感器的研究

制备了易于磁性分离、硫堇(Thi)包覆的四氧化三铁(Fe3O4)纳米复合物。通过静电吸附作用,将萘酚(Nafion)、Thi包覆的Fe3O4复合纳米粒子层层修饰到玻碳电极表面,再利用Thi分子中的氨基吸附纳米金,最后固载甲胎蛋白抗体,从而制得灵敏度高、稳定性好的无试剂电流型甲胎蛋白免疫传感器。实验通过透射电子显微镜(TEM)对该复合纳米粒子进行表征,并用循环伏安法考察了电极的电化学特性。结果表明,Fe3O4/Thi复合纳米粒子修饰的电极在实验过程中呈现出良好的氧化还原活性,其检测范围为0.05～20μg/L,检出限为0.03μg/L。     

基于纳米金/壳聚糖/石墨烯的癌胚抗原阻抗型免疫传感器

研究了在PBS缓冲介质中,一种检测癌胚抗原的新型免标记阻抗型免疫传感器的制备及应用,基于石墨烯、纳米金在玻碳电极表面组装制备传感器,通过循环伏安法、交流阻抗法对制备的传感器进行表征。在优化的实验条件下,该免疫传感器的阻抗值随着检测溶液中癌胚抗原(CEA)浓度的增大而增大,并在0.1～85 ng/mL CEA范围内呈线性关系,回归方程为△Ret=1605.55+39.26ρ;检测限为0.04 ng/mL(R=0.9992)。该免疫传感器可用于临床上对CEA的检测。