新型碳纳米材料在电化学中的应用

由于碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能而被人们广泛研究,特别是对于具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯更是研究的热点。这些新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性,被广泛地应用于诸多领域,特别是在电化学领域中显示出其独特的优势。本文主要阐述了碳纳米材料在电化学领域包括生物传感器、超级电容器和燃料电池中的应用。碳纳米材料由于高的比表面积和其较好的生物相容性,在生物电催化反应中起着重要作用,能够提高酶的直接电子传递速率,因而基于碳纳米材料构建的生物传感器灵敏度高、线性范围宽、重复性和稳定性能好。碳纳米材料是超级电容器研究最早和最成熟的一种,由其制备的超级电容器循环稳定性好,再通过和一些赝电容型电极材料复合,可使其比电容得到提高。另外,碳纳米材料作为燃料电池中的催化剂,能够提高燃料电池的能量密度、燃料利用率和抗中毒能力。     

电化学DNA生物传感器研究的应用进展*

电化学DNA生物传感器因快速、灵敏、低耗和易于操作等优点在基因序列测定中受到了广泛的关注,已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。具有电活性的小分子和纳米材料因它们独特的性质,已被应用到电化学DNA生物传感器中。本文介绍了电化学DNA生物传感器的基本概念和分类,综述了近年来电活性小分子和纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用进展,并对此领域的未来发展做了展望。     

纳米电化学生物传感器

纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质,与特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等相结合,并以电化学信号为检测信号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势,综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展,包括纳米颗粒生物传感器,纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器,以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。     

纳米电化学传感器检测微生物的研究进展

致病微生物是影响人类健康的一类重要微生物。基于纳米材料的电化学免疫生物传感器在致病微生物检测方面具有检测速度快,灵敏度高,检测下限低,成本低等优点。本文综述了几种纳米材料电化学免疫生物传感器的构建和实验研究,分析了各种纳米材料如何改善电化学传感器性能,并具体比较分析了不同纳米电化学生物传感器对各种病原微生物的检测研究,最后,对未来的发展趋势进行了展望。     

基于纳米材料电化学生物传感器的研究进展

近年来,纳米材料在电化学生物传感器领域的研究已成为前沿性的内容.纳米材料具备优异的物理、化学、电催化等性能,加之其量子尺寸效应和表面效应,可将传感器的性能提高到一个新的水平.基于纳米材料的电化学生物传感器呈现出体积更小、速度更快、检测灵敏度更高和可靠性更好等优异性能.该文按照纳米结构的分类,综述了近几年基于以下纳米材料...     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用

纳米材料因其具有独特的性质,被广泛应用于研制和发展具有超高灵敏度、超高选择性的电化学生物传感器.本文总结了纳米材料在电化学生物传感系统中的主要功能,介绍了近年来国内外基于纳米材料构建的电化学生物传感器的研究进展,并对该领域的发展前景做出了展望.     

胆固醇电化学生物传感器的研究与进展

胆固醇作为一些疾病的重要生物标志物,开发准确且快速的胆固醇检测技术在生物医学应用中具有重要意义。电化学生物传感技术具有检测速度快、灵敏度高、操作方便等优点,成为研制新型高性能胆固醇传感器的主要研究方向。近年来,材料合成技术的提高,新型材料种类的丰富,促进了胆固醇电化学生物传感器在脑和心脏血管疾病临床分析中蓬勃发展。本文以材料为主线,综述了近年来利用导电聚合物、金属及其氧化物纳米材料、碳纳米材料和其他复合功能材料为电极修饰材料,以胆固醇氧化酶为固载酶设计的胆固醇电化学生物传感器的最新进展。     

纳米材料电化学与生物传感器——有机微污染物检测新途径

本文介绍了近年来纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的研究现状,分析了这些传感器中纳米材料修饰电极的特点,重点阐述了纳米材料在有机微污染物检测中的重要作用,列举了一些纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的应用。最后对纳米材料电化学与生物传感器用于有机微污染物的检测研究进行了简要评述和展望。     

海洋毒素电化学生物传感器

由藻类产生的海洋毒素对人类健康和环境安全构成了较大威胁,对其进行快速准确的检测是减小海洋毒素危害的有效手段之一。电化学生物传感器具有快速简便、灵敏度高、检测限低和成本低等特点,为检测海洋毒素提供了新的技术途径。目前,应用于海洋毒素检测中的电化学生物传感器主要有免疫传感器、酶传感器和DNA传感器等。本文综述了迄今为止国内外海洋毒素电化学生物传感器研究所取得的成果,并对其当前研究存在的问题和未来发展趋势进行探讨和展望。     

固酶纳米复合物光电催化性能评估的综合实验——多学科交叉综合性实验教学改革实践

针对现有固酶二氧化钛-碳纳米材料复合物基光电化学传感器存在的环境适应性和抗干扰性欠佳、灵敏度和底物选择性不够高以及构效关系研究不足等问题，系统探讨了不同功能单元与二氧化钛/碳基纳米材料之间各种相互作用与纳米复合物各基元结构、组成以及理化性质之间的关联。在此基础上确定制约其传感效能和应用价值的关键因素，阐述了未来构筑此类传感器构效关系模型所需解决的重点问题。本文设计了一个典型的综合性实验，介绍了固载牛血红蛋白的二氧化钛纳米球-3D氧化石墨烯共价偶联复合物基电极的制备方法。使学生掌握综合运用多种表征测试技术考察固载酶分子与载体各基元间相互作用对酶参与光电催化反应各相关步骤动力学的影响的方法，并了解固酶电极光电催化动力学参数测定的相关理论和方法。     

电化学酶传感器在环境污染监测中的应用

电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化学酶传感器的合适的酶固定化方法,在传感器电子转移动力学、稳定性和重现性等方面起着主要作用。本文在阐述电化学酶传感器工作原理的基础上,简要介绍了用于电化学酶传感器制备过程中的酶固定化方法,重点讨论了电化学酶传感器在监测环境中广泛存在的有机污染物、无机污染物和重金属等方面的应用,并对电化学酶传感器的发展方向进行了展望。     

金属有机框架材料在电化学/电化学发光免疫分析中的应用（英文）

设计和研制具有超灵敏、高精度、选择性好的免疫传感器对于疾病的早期诊断和筛查以及疾病治疗过程的监测具有十分重要的意义。其中,电化学免疫分析法和电化学发光(ECL)免疫分析法,由于具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽、可控性好等优点而备受关注,已成为当前的研究热点之一。金属有机框架(MOFs)作为一类新型的多孔晶体材料,由于其具有比表面积大、化学稳定性好、孔径和纳米级骨架结构可调节等优点,在电化学和ECL免疫传感器的制备中得到了广泛的应用。MOFs不仅可以作为固定生物识别分子的敏感平台,还可以用于富集痕量分析物和信号分子来放大分析信号,提高电化学或ECL免疫分析的灵敏度。目前,科研人员已合成各种各样具有不同性能和形貌的MOFs纳米材料,并用于开发高性能的电化学免疫传感器和ECL免疫传感器。本文综述了不同类型的基于MOFs纳米材料的电化学/ECL免疫传感器的制备及其在免疫分析中的检测应用。研究表明,MOFs不仅可以作为电极表面修饰的基底、信号探针(包括电活性标记分子和电化学发光发光标记探针)、催化活性标记物,还可以作为负载各种生物分子、纳米材料的载体,最终可用于灵敏的电化学和ECL检测。此外,...     

纳米材料在电化学生物传感器及生物电分析领域中的应用

纳米尺度上的生物分析化学是当今国际生物分析领域研究的前沿和热点.该文阐述了纳米粒子在电化学免疫传感器及电化学DNA传感器领域的应用,着重介绍了以纳米材料为载体设计新型的具有生物分子识别和电信号增强作用的纳米标记粒子在构建高灵敏电化学生物传感器以及多组分同时检测中的应用.     

基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。     

酶直接电化学与第三代生物传感器

本文详细地评述并展望了酶直接电化学与第三代生物传感器这个领域已取得的成果，主要内容涉及生物电催化的三个发展阶段，实现酶与电极之间的直接电子转移方法和相应机理、以及第三代酶传感器的研制。     

卟啉纳米组装与生物传感

卟啉是一类重要的有机共轭分子,可以模拟许多酶的活性中心。一系列卟啉仿生酶已被合成,并用于模拟生物蛋白酶的催化活性,包括平面卟啉、栅栏卟啉、扩展环卟啉和三元环卟啉。在生物体内,许多金属蛋白酶经常自组装成纳米尺度的超分子结构来实现其基本的生物催化作用。卟啉可以通过共价或者非共价作用有序组装在纳米材料上,实现其模拟金属蛋白酶的功能。金属卟啉是良好的电子媒介体,对生命过程相关小分子的氧化还原具有较好的电催化活性。因此,金属卟啉纳米组装形成的纳米材料复合物可用于新型电化学生物传感器的构建。基于卟啉纳米材料复合物的光物理和光化学性质构建的新型光电化学生物传感平台已用于生物分子的检测。本文主要从卟啉仿生酶的合成、有序纳米组装和卟啉纳米复合物的生物传感进行评述,为构建新型电化学和光电化学传感器提供有用信息。     

石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用

石墨烯作为新型的二维碳基纳米材料,具有良好的导电性、较大的比表面积和较好的生物相容性。石墨烯及其复合物适合于构建酶电化学生物传感器。本文介绍了石墨烯功能化的方法,并对石墨烯及其复合物在酶电化学生物传感器方面的研究进行了综述。     

电化学葡萄糖传感器

作为电化学生物传感器中最重要的研究内容之一,葡萄糖生物传感器在数十年的发展中取得了巨大进展。本文综述了近年来利用纳米技术设计的新型电化学葡萄糖传感器的主要研究进展,并从纳米材料维度分类进行了讨论。其中,零维纳米材料主要讨论了包括金纳米颗粒、银纳米颗粒以及铜、铂等金属纳米颗粒材料; 一维纳米材料主要讨论了通过模板法制备的金属或金属氧化物纳米线以及单臂或者多壁纳米管材料; 二维纳米材料主要总结了以碳为基础的石墨烯材料和一些片状的金属材料。纳米材料对电化学葡萄糖传感器的影响主要集中在生物相容性、增强检测灵敏度、酶的固定等方面。此外,本文也对电化学葡萄糖传感器的今后发展做了展望。     

基于纳米材料的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT中的应用

传染性病原体POCT对于及时有效控制传染病尤为关键。相比于传统检测方法,基于电化学免疫传感器的传染性病原体检测具有快速、灵敏、准确、易于小型化和集成化等优势,尤其适用于传染病POCT。新兴的纳米材料因其独特的理化性质可用于修饰传感器界面或作为生物分子的固载基质以及信号标记物等,有助于构建出高选择性和高灵敏度的电化学免疫传感器。在本文中,我们着重阐述了不同结构的纳米材料修饰的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT检测中的应用,进一步介绍了基于纳米材料的电化学免疫传感器与不同检测技术联用在传染性病原体POCT中的应用,并对其发展前景做出了展望。     

基于纳米材料的电化学生物传感器检测微生物的研究进展

致病微生物是影响人类健康的一类重要微生物。基于纳米材料的电化学生物传感器在致病微生物检测方面具有检测速度快、灵敏度高、检出限低、成本低等优点。本文对几种基于纳米材料的电化学生物传感器的研究进展进行了介绍,分析了各种纳米材料如何改善电化学传感器性能,并对各种传感器的检测结果进行了比较分析;最后,对该领域未来的发展趋势进行了展望。