基于纳米金自组装膜固定辣根过氧化物酶的生物传感研究

将辣根过氧化物酶(HRP)通过纳米技术和自组装技术固定于电极表面,制得了酶修饰电极.纳米金与HRP形成了静电复合物并高效地保持了HRP的生物活性,以对苯二酚作为电子媒介体,差示脉冲伏安法(DPV)研究生物酶电极测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～1.0×10-3 mol/L,检测限为2.5×10-6 mol/L,线性方程为△I=0.34765+4.05553CH2O2(mM).酶电极的表观米氏常数(K(app))为0.0675 mmol/L.实验同时证明该生物酶电极具有良好的稳定性和使用寿命.     

DNA分子介导的无机纳米自组装结构与生物传感检测

由DNA分子介导构建的无机纳米自组装结构,不仅在结构上能够可控调节、易于进行表面功能化修饰,而且其光学性质独特,在生物传感、生物成像、细胞原位分析的应用方面展现出了很大的优势。近年来,利用无机纳米材料在光、电、磁等方面特殊的功能特性,构建了一系列可用于原位分析活细胞内重要靶标物质的无机纳米自组装结构,丰富了分析化学的技术手段,推动了癌症等重大疾病早期诊断和治疗技术的进步,促进了生命科学的发展。本文对近年来DNA介导的无机纳米自组装结构用于生物领域的相关工作进展进行了总结,讨论了其面临的挑战,对其发展前景进行了展望,以期为生命、医学、生物学等领域的进一步发展提供参考。     

花状氧化锌纳米晶的制备及其电化学传感研究

本文以丙三醇为反应溶剂,在氧氧化钾体系中制备了两种花状氧化锌纳米晶.讨论了不同实验条件对氧化锌纳米晶形成影响,通过改变氢氧化钾浓度、反应温度和体系中水含量等条件来调节材料形貌.探讨了花状氧化锌纳米晶可能的形成过程.用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外可见光谱等分析技术对制备的氧化锌纳米晶进行了表征.结果表明两种花状纳...     

纳米等离子体生物传感及成像

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振（LSPR）效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及生物医学领域.从贵金属纳米等离子体材料的性质出发,综述局域表面等离子体共振材料在传感及细胞成像中的最新进展,并对基于局域表面等离子体共振材料的纳米光子学传感器未来发展前景做出展望.     

卟啉组装体的结构、功能和性质

近年来,卟啉及金属卟啉的超分子化学迅速发展成为现代化学的一个重要分支。卟啉及金属卟啉组装体在光、电、纳米等新型功能材料中有广泛的应用,已引起了人们的极大兴趣。本文就卟啉及金属卟啉组装体的功能、性质及应用前景进行了综述。     

巯基钴卟啉自组装膜的表征及催化性能

用自制的新型尾式巯基钴（Ⅱ）卟啉在金电极上制成自组装单分子膜,并用ＸＰＳ,ＳＥＭ和电化学的方法进行了表征。该膜对抗坏血酸具有良好的催化作用,其氧化过电位较裸金电极上降低了１４０ ｍＶ,响应电流与抗坏血酸（ＡＡ）的浓度在 ７．８ × １０－５ｍｏｌ／Ｌ～１．０×１０－２ｍｏｌ／Ｌ的范围内具有良好的线性关系,相关系数为 ０．９９８１;检测下限为 １．３ × １０－８ｍｏｌ／Ｌ（富集 １０ｍｉｎ）。     

锌卟啉衍生物的自组装研究

合成了一种新型的带有腺嘌呤取代基的锌卟啉并对其进行了表征。结果表明,腺嘌呤取代基与中心金属锌的轴向配位驱动了自组装。紫外可见和荧光光谱实验结果证明了由自组装而产生的卟啉低聚物的存在。     

咔唑取代卟啉钯发光化合物/介孔分子筛MCM-48组装材料的氧气传感性能

合成了一系列四-[3-甲氧基-4-(N-咔唑)正烷氧苯基]卟啉钯(Pd-4Cn-TPP, n=4, 6, 8)化合物, 将这3种钯卟啉化合物质子化后与介孔分子筛MCM-48组装, 制备了氧气传感材料Pd-4Cn-TPP4+/MCM-48(n=4, 6, 8). 该系列组装材料的发光可以被氧气明显猝灭, 即使当氧气的体积分数只有0.1％时, 组装体的发光猝灭程度也超过50％. 3种组装氧气传感材料均具有很高的灵敏度(I0/I100>38)和快速的响应时间(t↓≤0.08 s).     

基于石墨烯修饰电极的电化学生物传感

石墨烯是一种具有单原子厚度的二维碳纳米材料,具有大的比表面积、高的导电性和室温电子迁移率,以及优异的机械力学性能.石墨烯还具有电化学窗口宽,电化学稳定性好,电荷传递电阻小,电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性.化学修饰石墨烯,特别是氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO),可以被宏量、廉价地制备出来.它们具有可加工性能,可以被组装、加工或复合成具有可控组成和微结构的宏观电极材料.因此,石墨烯及其化学修饰衍生物是用于电化学生物传感的独特而诱人的电极材料.例如,GO是一种化学修饰石墨烯,也是石墨烯的重要前驱体;其边缘具有大量的羧基可用于共价固定酶,从而能实现酶电极的生物检测.在GO上的不可逆蛋白吸附也可以促进蛋白质的直接电子转移以提高其电化学检测性能.但是,GO大量的含氧官能团破坏了石墨烯本征的共轭结构,降低了其电学性能并限制了其实际应用.GO可以通过化学、电化学、热还原等技术转化成rGO,从而能部分修复其共轭结构,提高其导电性与传感性能.另一方面,石墨烯是一种零带隙材料;原子掺杂可以调控其能带结构,提高其电催化性能.石墨烯材料也常常需要通过与其它功能材料的复合进一步改善其可分散与可加工性能,提高其电催化活性和电化学选择性.本文综述了本征石墨烯(包括GO,rGO和掺杂石墨烯)以及石墨烯与生物分子、高分子、离子液体、金属或金属氧化物纳米粒子等复合材料修饰电极在检测各种生物分子方面的研究进展,并对该研究领域进行了展望.     

酶法合成的葡萄糖氧化酶-纳米金复合物的直接电化学与生物传感

将NaAuCl₄、葡萄糖氧化酶（GOx）和葡萄糖混合,借一步酶促反应制得吸附GOx的金纳米颗粒（AuNPs）,再通过滴干修饰法研制了Nafion/GOx-AuNPs修饰的玻碳（GC）电极,并考察了该酶电极上GOx的直接电化学和生物传感性能. 这种酶法合成的GOx-AuNPs复合物有良好的酶直接电化学活性,也保持了GOx的生物活性,似可归因于酶法合成的纳米金更接近酶氧化还原活性中心的缘故. 该酶电极在-0.4 V（vs. SCE）电位下,其稳态电流下降与葡萄糖浓度（0.5 4 mmol·L^-1）成正比,检测下限0.2 mol·L^-1.     

系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱和电化学性质

考察了系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱及电化学特征。 结果表明,与溶液中巯基苯基卟啉的光谱相比,自组装膜中卟啉分子的吸收和荧光光谱均发生了明显变化,随着卟啉分子中巯基数目的增加,其荧光峰依次发生红移;不同巯基苯基卟啉自组装膜修饰电极对电解液中电对的电子转移阻碍能力不同,由5,10-二[4-(3-巯基丙氧基)-苯基]-15,20二苯基卟啉形成的卟啉自组装膜的阻碍作用最强,膜表面覆盖度最致密。     

Peripherally Silylated Porphyrins

Silylation of peripherally lithiated porphyrins with silyl electrophiles has realized the first synthesis of a series of directly silyl‐substituted porphyrins. The meso‐silyl group underwent facile protodesilylation, whereas the β‐silyl group was entirely compatible with standard work‐up and purification on silica gel. The meso‐silyl group caused larger substituent effects to the porphyrin compared with the β‐silyl group. Silylation of β‐lithiated porphyrins with 1,2‐dichlorodisilane furnished β‐to‐β disilane‐bridged porphyrin dimers. A doubly β‐to‐β disilane‐bridged Ni^II‐porphyrin dimer was also synthesized from a β,β‐dilithiated Ni^II‐porphyrin and characterized by X‐ray crystallographic analysis to take a steplike structure favorable for interporphyrinic interaction. Denickelation of β‐silylporphyrins was achieved upon treatment with a 4‐tolylmagnesium bromide to yield the corresponding freebase porphyrins.     

Chiral Polymeric Micelles From Electrostatic Assembly Between Achiral Porphyrins and Block Copolymers

A chiral polymeric micelle is described, formed from the self‐assembly of TPPS and PEG₁₁₄‐b‐P(4VP)₃₈ in aqueous media based on their electrostatic interaction. The self‐assembly behavior is studied by DLS, SLS, TEM, UV‐vis absorption spectroscopy, and CD spectroscopy. The experimental results indicate that the resultant hybrid spherical micelles with a hybrid P(4VP)/TPPS core and a PEG shell show chiral signatures. In addition, the chiral micelles have a large dimension and biphasic segregated structure because of the formation of H‐aggregates and J‐aggregates in the micellar core.

     

吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入碲钨酸盐的合成及电化学生物识别性质

在乙酸钠水溶液中, 采用微波加热一步自组装策略合成了一系列罕见的2,6-吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入Keggin型碲钨酸盐(PTEA)₇H₃K[RE₂(B-α-TeW₉O₃₃)₃W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)]·22H₂O[RE=Ce³⁺(1), Pr³⁺(2), Nd³⁺(3), Sm³⁺(4); H₂DPA=2,6-吡啶二羧酸; PTEA=质子化的三乙醇胺]. 化合物1~4的聚阴离子由3个三缺位Keggin型 [B-α-TeW₉O₃₃]^8-构筑块通过1个{RE₂W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)}¹³⁺异金属簇连接而成. 该异金属簇中, 2,6-吡啶二羧酸作为四齿配体与2个稀土离子(RE1和RE2)配位形成平面三杂环结构, 且RE1和RE2所在平面与W2, W2A, W16形成的平面互相垂直. 此外, 化合物1可与羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT)复合形成1-CMWCNT复合材料. 该复合材料可以作为电极材料构建电化学生物传感器, 用于检测特定的DNA序列.     

二维金属或共价有机骨架材料的制备及其化学与生物传感应用

随着人们对以石墨烯为代表的二维（2D）纳米材料不断深入与扩展研究,近些年来,以2D金属有机骨架（metal-organic frameworks,MOFs）和共价有机骨架（covalent organic frameworks,COFs）为代表的2D骨架材料引起了人们浓厚的研究兴趣和广泛关注.与其它的中孔或微孔的纳米材料相比,这些有机骨架材料提供了均一的纳米尺寸的孔,并且相较于石墨烯,2D有机骨架材料可以预期性地设计和组装功能化的结构单元,如羧基、氨基、羟基等基团可以通过多样的化学反应人为可控地接枝到骨架上,这些优点有望使2D有机骨架材料成为新一代提高传感界面灵敏度和稳定性的功能材料.本篇综述分别对2D MOFs和COFs进行简单的概述,总结目前以“自下而上”和“自上而下”两种制备2D MOFs和COFs纳米材料的方法并对其做出简单的点评,介绍（2D）MOFs和COFs材料在化学传感和生物传感方面的应用,讨论了2D MOFs和COFs在传感应用中的潜质和关键性问题,并对未来2D MOFs和COFs的应用前景做出了展望.     

DNA水凝胶在生物传感中的应用和发展

脱氧核糖核酸(DNA)是一种重要的生物分子,具有许多独特的性质如:信息传递、分子识别、可编辑等.DNA水凝胶同时具有DNA分子和水凝胶材料的优势,并且可以引入其他纳米材料获得多功能杂化水凝胶.相比于传统水凝胶,DNA水凝胶具有良好的特异识别能力以及可以按需设计的性质,从而被广泛应用于生物传感领域.本文围绕DNA水凝胶的...     

Synthesis and Characterization of Six New Carbazolyl Porphyrins

Novel 4-(N-carbazole methyl) benzoic acid and N-carbazolacetic acid are synthesized, then six new carbazolyl porphyrins are synthesized by bonding these acids to hydroxy porphyrin or amido porphyrin via acyl chloride or N,N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC)–dimethylaminopyndine methods. The formations of these title compounds, as well as their intermediates are characterized by ¹H NMR, mass spectrometry, Fourier transform–infrared, and elemental analysis.     

Recent Advances in Exosomal miRNA Biosensing for Liquid Biopsy

As a noninvasive detection technique, liquid biopsy plays a valuable role in cancer diagnosis, disease monitoring, and prognostic assessment. In liquid biopsies, exosomes are considered among the potential biomarkers because they are important bioinformation carriers for intercellular communication. Exosomes transport miRNAs and, thus, play an important role in the regulation of cell growth and function; therefore, detection of cancer cell-derived exosomal miRNAs (exo-miRNAs) gives effective information in liquid biopsy. The development of sensitive, convenient, and reliable exo-miRNA assays will provide new perspectives for medical diagnosis. This review presents different designs and detection strategies of recent exo-miRNA assays in terms of signal transduction and amplification, as well as signal detection. In addition, this review outlines the current attempts at bioassay methods in liquid biopsies. Lastly, the challenges and prospects of exosome bioassays are also considered.