基于锁核酸探针的传感器用于BCR/ABL融合基因检测的研究

基于慢性粒细胞白血病中BCR/ABL融合基因的碱基序列,设计了一种新型发夹结构锁核酸(locked nucleic acids, LNA)探针,把LNA探针通过Au-s键固定在金电极表面构建了特异的生物传感器.LNA探针与目标链DNA杂交,以自行合成的苯甲酸二聚铜配合物([Cu2(C7H5O2)4(C2H6O)2], 简称[Cu(R)2]2+)为杂交指示剂,应用差示脉冲伏安法进行检测,表现出良好的响应信号.该新型锁核酸传感器能较好的区分完全互补链DNA、单碱基错配链DNA.对互补链DNA检测的线性范围为1.0×10-8～1.0×10-6 mol•L-1,检出限为2.0×10-9 mol•L-1.     

基于对氨基苯甲酸/硫堇/纳米金共价修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

实验制备了以对氨基苯甲酸(4-ABA)、硫堇(TH)、纳米金(Au NPs)共价键合葡萄糖氧化酶的新型葡萄糖生物传感器. 主要采用循环伏安法, 以羟基二茂铁作为电子媒介体, 对含葡萄糖和未含葡萄糖的电解液进行了研究. 结果表明: 传感器的响应电流值随葡萄糖氧化酶膜层数的不同而变化. 考虑到酶电极的长期稳定性与构造简单性, 我们制作了两层葡萄糖氧化酶膜的酶电极. 该传感器对1×10^－2 mol/L葡萄糖的响应电流达2.47 μA, 响应时间仅4.7 s. 该生物传感器检测的线性范围为3×10^－5～1×10^－3 mol/L, 最低检测浓度可达5.8×10^－6 mol/L. 该传感器制备简单, 稳定好, 具有一定的使用价值.     

三维有序石墨烯掺杂纳米二氧化钛酶生物传感器

采用模板法在氧化铟锡电极上制备了三维有序多孔结构的石墨烯掺杂纳米二氧化钛修饰电极,并在此修饰电极上成功固定了过氧化氢酶,从而构建了一种新型的H2O2生物传感器。 通过循环伏安、交流阻抗及计时电流等方法研究了该修饰电极的电化学特性,实验结果表明,该修饰电极对H2O2有良好的电催化作用,对H2O2的检测线性范围为3.0×10-6~3.6×10-3 mol/L,检测限为4.2×10-7 mol/L(S/N=3);且传感器响应迅速、灵敏度高、重现性和稳定性好。     

基于等离子体聚合膜固定酶的H2O2生物传感器

以玻碳电极为基础电极,用微波等离子体技术聚合沉积聚乙二胺等离子体膜,使之形成带氨基功能团的表面,再通过戊二醛交联共价固定辣根过氧化物酶,制得H2O2生物传感器.探讨了等离子体聚合膜的形成条件(如放电功率、单体流速、单体气压和聚合时间),讨论了工作电位、介体浓度和pH值对传感器响应的影响.此外,用红外光谱对等离子体聚合膜进行了表征.该传感器在5×10-7～1.1×10-3mol/LH2O2浓度范围内有线性响应,最低检测限为0.3μmol/L.将此传感器用于实际试样回收率的测定,结果良好.     

一种新的纳米金半网状膜的酶生物电化学传感器

以纳米金为载体, 己二硫醇(HDT)为交联剂, 构建了一种半网状酶标纳米金, 有效地增大了酶的固定量. 以此半网状酶标纳米金修饰电极构建敏感界面, 用于计时电流法检测H2O2, 并与无交联剂酶标纳米金构建的传感器进行比较. 结果表明, 半网状酶标纳米金构建的界面稳定性好, 电流响应灵敏度高, 能对低浓度H2O2进行准确检测, 检出限达0.08 μmol/L. 分别用UV-Vis光谱和透射电镜对半网状酶标纳米金进行了表征. 同时用电化学阻抗、石英晶体微天平及循环伏安法对此半网状修饰膜构建的界面进行了研究.     

基于SiO2纳米粒子固定辣根过氧化物酶的生物传感器

制备了尺寸均一的SiO2纳米粒子(60nm),并将其用于固定辣根过氧化物酶.以儿茶酚为电子媒介体制得的H2O2传感器的检测范围为1.7×10-7～1.9×10-5mol/L,检出限为8.3×10-8mol/L.达到95%稳态电流所用时间少于10s.该传感器的米氏常数为7.8μmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

分子印迹电化学传感器选择性识别及电催化检测多巴胺

以多巴胺为模板分子、溴酚蓝为单体, 在玻碳电极表面制得分子印迹膜. 洗脱后重新吸附多巴胺分子, 同时利用聚溴酚蓝膜对多巴胺氧化的电催化作用, 对多巴胺进行定量分析. 多巴胺在0～1.2×10^-6 mol/L浓度范围内与电流变化值有线性关系. 由于印迹膜的催化作用, 检出限达1.62×10^-10 mol/L. 该传感器可用于选择性测定多巴胺, 抗坏血酸和尿酸等共存物不干扰测定. 利用该传感器直接测定了血清中多巴胺含量, 回收率在95.2%～103.0%之间.     

基于纳米自组装技术的功能化溶胶-凝胶过氧化氢生物传感器

结合功能化溶胶-凝胶(sol-gel)网络结构、自组装技术和纳米粒子效应,提出一种生物传感界面构建方法.利用自组装技术在玻碳电极表面组装氨基化sol-gel膜,通过与自组装膜间的强烈作用将纳米金粒子固定于sol-gel网络中,再通过静电吸附作用实现辣根过氧化物酶(HRP)在纳米金粒子表面的固定化,构建纳米自组装HRP传感界面.将制备的传感器用于对H2O2的催化还原,很好地保持了酶的生物活性,改善了传感器的灵敏度.     

基于Nafion固定磷钼酸和石墨烯共修饰PEDOT膜电极的电化学过氧化氢传感器

以玻碳电极（GCE）为基底电化学聚合制得聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）膜修饰电极,再通过Nafion共固定磷钼酸和石墨烯构建了一种新型的无酶电化学H₂O₂传感器. 利用扫描电子显微镜（SEM）表征制得的修饰电极,并通过循环伏安法和计时电流法研究了传感器对H₂O₂的响应性能. 结果表明,在优化条件下,该传感器对H₂O₂还原具有良好的电催化性能,检测H₂O₂的线性范围为2.91×10^-6 ~ 1.83×10^-2 mol•L^-1,检出限和灵敏度分别为9.90×10^-7 mol•L^-1（S/N = 3）和112.5 μA•（mmol•L^-1）^-1. 此外,该传感器还具有良好的重现性和选择性.     

聚多巴胺包埋G-四联体/血红素DNA酶制备过氧化氢生物传感器

利用多巴胺的氧化自聚实现对G-四联体/血红素DNA酶的包埋,成功构建了H2O2电化学生物传感器。DNA和血红素混合得到G-四联体/血红素复合物;DNA酶物理吸附在玻碳电极上后,将10μL 5 g/L多巴胺的磷酸盐缓冲液(pH 8.0)滴在表面,空气中的氧气氧化多巴胺形成聚多巴胺膜,实现DNA酶的固定。考察了不同DNA序列对传感器性能的影响,表明电化学与光学传感过程具有不同序列响应。此传感器对H2O2的检出限为2.2μmol/L;线性范围为0.01～1.5 mmol/L。本研究证实了利用聚多巴胺固定酶和用DNA酶代替天然酶构筑传感器的可行性。     

磷钼钨杂多酸-L-半胱氨酸自组装膜电极的电化学性质

磷钼钨杂多阴离子通过分子间静电作用吸附在L-半胱氨酸自组装单分子膜修饰金电极表面,制备了磷钼钨杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极,探讨了成膜条件.采用循环伏安(CV)、计时库仑(CC)、水平衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)表征了膜的组成及电化学性质.实验发现,该膜电极在1.0 mol•L－1H2SO4溶液中,于0.8～－0.2 V(υs SCE)间CV扫描出现3对稳定、可逆的氧化还原峰,计时库仑法计算了薄膜内的电子传递系数D为 2.64×10－7 cm2•s－1,初步探讨了膜电极的氧化还原性能.     

Hydrogen Peroxide Sensor Based on Horseradish Peroxidase Combined with CaCO3 Microspheres and Gold Nanoparticles

Direct electrochemistry and electrocatalysis of horseradish peroxidase(HRP) were achieved by entrapping the enzyme between CaCO3 microspheres and gold nanoparticles through forming sandwich configuration (CaCO3-HRP-AuNPs). Polyanion, poly(styrene sulfonate)(PSS), was hybrid with CaCO3 microspheres to increase the surface negative charges for binding with HRP through electrostatic interaction. After the bioconjugate CaCO3 PSS-HRP was entrapped in chitosan based sol-gel(CS-GPTMS) film, HRP was encapsulated by in situ formation of an outer layer of AuNPs through electrochemical reduction of HAuCl4. The composite film containing AuNPs, CaCO3-PSS-HRP bioconjugates and CS-GPTMS can provide favorable microenvironment for HRP to perform direct electron transfer at glassy carbon electrode(GCE). HRP retained its bioelectrocatalytic activity and lead to sensitive and fast amperometric response for the determination of H2O2. H2O2 could be detected in a very wide linear range from 5.0×10–6 mol/L to 7.1×10–2 mol/L. The sandwich configuration of CaCO3-biomolecules-AuNPs could serve as a versatile platform for enzyme immobilization and biosensing.     

Au纳米标记物增强电化学免疫分析大肠杆菌的研究

通过在Au纳米颗粒表面修饰辣根过氧化酶(HRP)标记的大肠杆菌抗体制备了一种新型的Au纳米标记物, 并将该纳米标记物应用于增强电化学免疫分析大肠杆菌. 经过酶联免疫反应后, Au纳米标记物、免疫磁性颗粒(IMB)和大肠杆菌形成了IMB/抗体-大肠杆菌-Au纳米标记物的三明治式免疫复合物. 以3,3,5,5-四甲基联苯二胺(TMB)溶液作为底物, 采用电化学与流动注射检测(FIA)相结合的技术测定HRP的活性. 检测到的电流大小与免疫复合物上HRP的量成正比, 从而与大肠杆菌的浓度成正比. Au纳米颗粒增加了HRP的负载量, 增强了电化学信号, 大大提高了大肠杆菌的检测灵敏度. 实验结果表明, 大肠杆菌浓度在 1.0×102～5.0×104 cfu•mL－1范围内与电流大小成线性相关, 最低检测限达50 cfu•mL－1, 若对大肠杆菌样品溶液进行预浓缩, 将得到更宽的检测范围和更低的检测限. 本方法总的分析时间比其他方法短, 在1 h内就能完成对大肠杆菌样品的快速检测.     

铂电极上醋酸-醋酐溶液中Mn(III)/Mn(II)电对研究

平衡电极电势实验确定了25 ℃, 1.5 mol•L－1醋酸钾＋醋酸-醋酐(3:1体积比)溶液中Mn(III)/Mn(II)的条件电极电势为0.719 V（vs SCE）;采用电势扫描和旋转圆盘电极技术研究了醋酸-醋酐溶液中铂电极上Mn(III)/Mn(II)电对的阳极氧化动力学. 结果表明:Mn(II)阳极氧化成Mn(III)的电极反应控制步骤属电荷传递过程, 阳极传递系数β=0.347,交换电流密度i0=5.84×10－6 A•cm－2,阳极标准反应速率常数ka=1.35×10－8 m•s－1, Mn(II)和OAc－的反应级数均为一级.     

基于多壁碳纳米管增敏材料的辣根过氧化物酶分子印迹电化学传感器的制备及对H2O2的检测

以辣根过氧化物酶(HRP)为蛋白质模板分子, 邻苯二胺(o-PD)为聚合单体, 首先将预先羧基化的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过阶跃电位法电沉积在玻碳电极上作为增敏材料, 然后在该电极上电聚合含HRP的邻苯二胺电沉积液形成一层聚合膜, 去除模板化合物后, 制得对HRP具有特异性识别能力的分子印迹聚合物(MIPs)膜; 利用聚邻苯二胺(POPD)的自探针效应构建了分子印迹电化学传感器. 该传感器的响应电流与HRP浓度在1.0×10 ^-10~1.0×10 ^-5 mg/mL范围内有良好的线性关系, 相关系数为0.991, 检出限为1.5×10 ^-11 mg/mL(S/N=3); 该传感器的响应电流与H₂O₂浓度在4.0×10 ^-7~1.4×10 ^-5 mol/L范围内有良好的线性响应, 相关系数为0.992, 检出限为2.6×10 ^-7 mol/L(S/N=3), 将该传感器用于实际样品H₂O₂的检测, 回收率在91.2%~97.1%之间. 建立了基于MIPs膜的HRP和H₂O₂双分析物传感器的制备方法, 该方法可应用于酶及其酶促底物双分析物传感器.     

辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体[EMIM]BF4中的直接电化学

将壳聚糖(Chi)-辣根过氧化物酶(HRP)-多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合物修饰在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP修饰电极(Chi-HRP-MWCNTs/GCE), 并将其用于在亲水性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([EMIM]BF4)中HRP的直接电化学研究. 紫外可见光谱和红外光谱表明, HRP在复合物内保持了其原始构象. 电化学研究表明, 该修饰电极在[EMIM]BF4中的循环伏安图上出现了一对峰形良好、几乎对称的氧化还原峰, 式量电位为－0.247 V (vs. Ag/AgCl), 说明包埋在Chi-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递; HRP在电极表面直接电子转移的速率常数ks为3.12 s－1; 在65 ℃的[EMIM]BF4中HRP仍然保持其活性; HRP修饰电极对过氧化氢的还原具有电催化作用, 其表观米氏常数Km为5.6×10－5 mol•L－1, 催化电流与过氧化氢浓度在5.0×10－7～5.0×10－5 mol•L－1范围内呈线性关系, 检出限为2.0×10－7 mol•L－1. 该研究为非水相生物传感器的构制提供了一种新途径.     

糖蛋白-凝集素自组装构筑有序膜及在酶电极的应用

利用糖蛋白-凝集素的识别作用交替沉积伴刀豆球蛋白（Con A）与辣根过氧化物酶(HRP)制备酶自组装多层膜，用原子力显微镜（AFM）观测了自组装膜的表面形貌、表面粗糙度； AFM和椭圆偏振研究测定了自组装膜的厚度.结果表明, Con A和HRP膜厚分别为9.0和4.6 nm，与两者的晶体衍射结果一致，说明生物识别自组装方法能很好地保持分子的原有形态.以亚甲蓝（MB）溶液为介体，用循环伏安法测定了表面修饰了三层（Con A/HRP）自组装膜的金电极对H2O2的电化学催化还原作用，在H2O2浓度为0.2～1.0 mmol•L－1时，响应电流对H2O2浓度变化成线性，酶电极灵敏度为24.0 mA•mol－1•L，表观米氏常数为4.2 mmol•L－1.     

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.     

鹰嘴豆β-半乳糖苷酶的分离纯化与表征

从鹰嘴豆中分离得到了三种β－半乳糖苷酶（酶Ⅰ、酶Ⅱ和酶Ⅲ）。将酶Ⅰ和酶Ⅱ进一步纯化,其比活力分别提高了19倍和48倍．酶活力回收率分别为16％和18％,测得它们的表观分子里分别为2．4×104和5.8×104;最适pH分别5.9和5.0,最适温度分别为55℃和45℃．酶Ⅰ水解ONPG和PNPG的KM分别为33×10-2mol·dm-3和60×10-3mol·dm－3;酶Ⅱ水解ONPG和PNPG的KM分别为30×10－3mol·dm－3和60×10－4mol·dm－3.乳糖和半乳糖为该酶的竞争性可逆抑制剂,棉子糖为非竞争性可逆抑制剂．该酶受Hg2＋和PCMB强烈抑制和NEM明显抑制,而Mg2＋、Zn2＋和Ca2＋具有激活作用,推知巯基（－SH)是酶活性中心必须基团．