基于氧化还原循环信号放大技术的单分子电化学研究进展

现代分析科学的整体发展对分析方法的灵敏度、选择性以及快速响应等有了更高的要求。在单分子水平上实现对目标分子的检测及控制是化学家们长期以来梦寐以求的一项富有挑战性的前沿领域,也是近年来分析科学很重要的前沿发展方向。用电化学方法直接检测单分子面临的一项挑战是单个分子在氧化还原过程中得失电子产生的电流变化太小,现代仪器无法对如此小的电流进行识别。使电极表面氧化还原过程中的电子交换实现多次循环可以放大产生的电流,从而实现单分子水平的直接电化学分析。本文对近期通过循环电子交换过程放大电流信号的技术和装置进行了综述,将各类方法进行对比,并对单分子电化学未来的发展方向进行了展望。     

纳流控芯片的微加工技术及其应用*

纳流控学和纳流控芯片应用于化学和生化分析的研究近年来取得了长足的发展。纳流控的基础和应用研究以纳流控芯片的研制为基础,而纳流控新品的制备需依靠微纳加工技术。本文着重介绍目前已经建立的纳流控芯片加工技术,包括掩膜加工法、牺牲层技术、模具加工法、化学-机械抛光法、机械拉伸技术以及其他的加工技术。此外,还简单介绍了纳流控芯片在试样预处理以及生化分析中的应用。     

高分子微球在电化学领域的应用

本文综述了近几年来高分子微球在电化学领域应用的研究进展。分别介绍了电场作用下微球悬浮液反射光谱的变化,包覆导电聚合物高分子微球的振荡电流和循环伏安特征和二茂铁基高分子微球电极反应的粒径效应,并对各类微球悬浮液的电化学行为及电极反应模型进行阐述。综述表明高分子微球电化学具有广阔的应用前景。     

核黄素在玻碳电极上的电化学行为

用电位扫描、旋转环盘电极和微分电容等方法研究了核黄素在玻碳电极上的电化学行为。在ｐＨ〈６的介质中，观察到一个典型的氧化还原波，它是可逆的二电子反应，其还原产物ＲＦＨ２在电极上的吸附为弱吸附，溶出性能良好，在６〈ｐＨ〈１０的介质中，出现两个分离但仍有部分重叠的氧化还原波，相应于两步单电子反应，还原所生成的ＲＦＨ和ＲＦＨ２发生吸附，很难溶出。在ｐＨ〉１０的介质中，仍然出现两个分离但有部分重叠的氧化还原     

玻璃微-纳流控芯片的制备及在蛋白质电动富集中的应用

发展了一种以"二次刻蚀"技术制备玻璃微-纳流控芯片的新方法. 首先, 采用紫外光刻和化学湿法刻蚀技术在玻璃基片上加工微米深度的微通道; 去除剩余的光胶后, 在刻有微通道的基片上旋涂一层新的光胶; 再通过二次紫外光刻和湿法刻蚀在该基片上加工深度小于100 nm的纳通道; 最后, 采用室温键合技术, 将带有微纳结构的基片与盖片封合制成玻璃微-纳流控复合芯片. 利用本方法可以在普通化学实验室以简易的设备制得具有微-纳米复合结构的玻璃芯片. 将此玻璃微-纳流控复合芯片成功地应用于以电动离子捕集技术富集荧光素钠异硫氰酸酯(FITC)标记的人血清蛋白(HSA). 结果表明, 对于0.5 mg/mL的FITC-HSA, 30 s内富集倍率可达到200倍以上.     

氧化还原蛋白质在模拟生物膜修饰电极上的直接电化学

评述了氧化还原蛋白在模拟生物膜这种新型的化学修饰电极上的直接电化学研究的进展。对蛋白质在表面活性剂薄膜电极和多层复合薄膜电极上的电化学行为、模拟生物膜的超分子结构以及蛋白质在该类薄膜修饰电极上对不同底物的电催化性质进行了较详细的介绍。     

血红蛋白电化学分析检测的研究进展

根据基体电极的不同,对血红蛋白电化学分析检测进行了综述,包括:血红蛋白的银电极检测和玻碳修饰电极检测等方法的应用和各方法对血红蛋白检测的研究现状。     

分子印迹-电化学发光技术研究进展

分子印迹-电化学发光技术具有分子印迹技术的高选择性及电化学发光技术的高灵敏性,以及发光易于调控、稳定性好、便于微型化和仪器操作简单等优点,已被广泛地应用于重金属检测、免疫传感技术、基因传感技术、酶传感技术、食品安全与药物分析等领域。该文结合本实验室的研究工作介绍了分子印迹电化学发光传感器的原理和构建思路。在此基础上,着重介绍了分子印迹电化学发光技术在食品安全与药物分析中的应用,并对其今后的研究趋势进行了展望。     

双极性电化学的概述及研究进展

作为近年来快速发展的一种便携、阵列、简单的电化学体系,双极性电化学在分析检测、材料制备、物质筛选等领域受到研究者的青睐。简要介绍了双极性电化学的特点,介绍了双极性电极（BPE）体系的2种主要装置：开放性BPE和封闭性BPE。并以开放性BPE体系为例,着重阐述了BPE体系的电化学原理。分别介绍了BPE的极性与驱动电极的关系、BPE体系中的电压及电流的分布,为BPE体系的研究者提供简要的理论基础。此外,还列举了BPE体系在分析检测、材料制备和物质筛选等领域的应用。     

Recent Advances in Voltammetry

Recent progress in the theory and practice of voltammetry is surveyed and evaluated. The transformation over the last decade of the level of modelling and simulation of experiments has realised major advances such that electrochemical techniques can be fully developed and applied to real chemical problems of distinct complexity. This review focuses on the topic areas of: multistep electrochemical processes, voltammetry in ionic liquids, the development and interpretation of theories of electron transfer (Butler–Volmer and Marcus–Hush), advances in voltammetric pulse techniques, stochastic random walk models of diffusion, the influence of migration under conditions of low support, voltammetry at rough and porous electrodes, and nanoparticle electrochemistry. The review of the latter field encompasses both the study of nanoparticle-modified electrodes, including stripping voltammetry and the new technique of ‘nano-impacts’.     

Recent Advances in Analytical Methodology for in vivo Electrochemistry in Mammals

Electrochemistry is one of the most advanced techniques for monitoring neurochemical activities in the living brain because electrochemical approaches bear the advantageous features of high spatial and temporal resolutions, which facilitate its tremendous potential in investigating the highly spatially heterogeneous brain system and the fast dynamics of neurochemical activities. On the other hand, since brain is the most complicated organ in the sense of its numerous kinds of neurochemical species, high selectivity is always required for any analytical methods that approach the brain. In this review, we will discuss various electrochemical methodologies to achieve selective detection of neurochemicals in mammalian brain and the strategies developed mainly by our group towards selective monitoring of both electrochemically active and inactive neurochemicals. At the end, we will discuss possible solutions towards brain mapping of neurochemical species and combination of neurochemical detection strategy with electrophysiology as the direction of future development of electroanalysis in living brain.     

质谱电喷雾离子源中电化学与电晕放电氧化还原反应的研究进展

质谱电喷雾离子化过程中包含两类氧化还原反应:电化学氧化还原和电晕放电氧化还原。一方面,这两类反应干扰谱图解析、降低分析物的检测灵敏度;另一方面,利用氧化还原的特性可发展新型离子源,提高电喷雾离子化过程中难离子化化合物的离子化效率,研究蛋白质相互作用等。该文系统地介绍了国内外对于电化学氧化还原反应和电晕放电氧化还原反应的最近研究进展,主要包括此两类反应的弊端、应用价值,以及控制两类反应的方法。最后总结了区分两种反应的方法,并对电喷雾离子源的发展进行了展望。     

脂组学及其研究进展

脂质的生物功能具有多样性,其代谢与多种疾病的发生、发展密切相关.脂质的分析量化对研究疾病发生机理和诊断治疗,以及医药研发有非常重要的生物学意义.分析技术的快速发展,特别是质谱及其联用技术的运用,促使脂质分析不断完善.脂组学就是对生物样本中脂质的整体分析,是代谢组学的重要组成部分,能够促进代谢组学的发展.本文就脂质的生物功能、脂质分析以及脂组学的研究现状作简要评述.     

基于质谱的蛋白质O-糖基化分析研究进展

蛋白质的O-糖基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,它和N-糖基化一样是蛋白质糖基化修饰的主要形式。蛋白质的O-糖基化对蛋白质的结构功能有重要的影响,因此分析蛋白质的O-糖基化具有重要的生物学意义。蛋白质O-糖基化分析包含4个方面的内容:(1)鉴定O-糖基化蛋白质的种类; (2)鉴定糖基化位点; (3)鉴定糖链结构; (4)糖链的定量分析。由于缺少保守的O-糖基化氨基酸特征序列,缺乏通用的糖苷酶以及O-糖链结构的复杂性等原因,基于质谱的蛋白质O-糖基化的分析目前仍处于方法开发阶段。本文主要介绍基于质谱的O-糖基化蛋白质的分析方法学在近期取得的一些进展,包括以下4个方面:O-糖蛋白/多肽的富集、O-糖链的解离、O-糖链的结构分析及O-糖基化定量分析。     

Recent Advances in Electrochemical Sensors for Mycotoxin Detection in Food

Mycotoxins pose a grave global threat to human life and health by contaminating food and feed and cause enormous losses in healthcare and trading. Trace mycotoxin concentrations and diverse matrices in food make identification and measurement challenges, necessitating highly specific and sensitive detection methods. Electrochemical (EC) sensors are characterized by simple operation, outstanding sensitivity, low cost, and facile miniaturization and have become a promising strategy for addressing specificity and sensitivity in detection. Recent studies on EC sensors for mycotoxin detection for food safety are reviewed here. First, we summarize the fabrication of EC sensors and techniques with enhanced specificity and sensitivity. Then, we review state-of-the-art EC sensors for detecting major mycotoxins. Challenges and opportunities for this technology are further discussed. Finally, in-depth information is provided on using EC sensors to detect mycotoxins for food safety, as well as the development of EC sensors for academic study and practical application.     

微流控芯片-质谱联用细胞分析方法研究进展

细胞分析和代谢物分析在生物系统中起着重要的作用。微流控技术已成为细胞生物学研究的一个重要工具。该文总结了最近微流控芯片在细胞和代谢物的分析,尤其是微流控芯片与质谱联用技术的应用。同时对微流控芯片上细胞的生物学研究提出了见解和看法,希望能对感兴趣者提供一些启发。     

汞的环境生化分析进展

汞是一种毒性很大的环境内分泌干扰物,全球环境中存在各种形式的汞已经严重地威胁着人类的健康.因此,发展高灵敏度、高选择性检测汞的分析新方法对环境监测和临床医学研究具有十分重要的意义.对近年来环境中汞的生化分析方法进展作了综述,引用文献61篇.     

3D打印在分析化学中的应用研究

3D打印是一种以计算机三维设计数字模型文件为基础,运用特殊可粘合材料,借助光固化和纸层叠等方式逐层打印的,一种快速成形构造物体的新技术.本文侧重从色谱仪器分析、电化学仪器分析、原子分子光谱和质谱仪器分析等方面评论了近年来3D打印在分析化学中的应用研究,为现代仪器分析研究提供借鉴参考,以使3D打印技术和分析化学学科交叉融合协同发展.