功能化纳米金增强的DNA电化学检测和序列分析

用冠以大量二茂铁的纳米金微粒 /抗生蛋白链菌素结合物为标记物 ,将其标记于生物素修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学生物传感器 .首先采用巯基DNA和巯基烷烃混合自组装膜制备了金修饰电极 ,将探针DNA分子固定在了电极表面 ,运用杂交原则结合靶点分子在电极表面形成了双螺旋的DNA链 ,然后借助抗生蛋白链菌素和生物素之间的强亲和作用 ,引入了功能化的纳米金 .通过伏安法测定了修饰在纳米金上的二茂铁的氧化还原电流 ,可以识别和测定溶液中互补的靶点DNA ,17 mer靶点DNA的浓度在 0 .0 0 1～ 10nmol/L范围内有线性关系 ,检测限可达 0 .75× 10 -12 mol/L .     

碳纳米管修饰金电极检测特定序列DNA

利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在表面修饰有羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的金电极表面, 制备新型核酸探针, 可以特异性结合目标单链寡聚核苷酸. 以阿霉素作为嵌合指示剂, 利用示差脉冲法测定杂交的结果. 经过实验条件的优化, 测定DNA浓度在1.0×10^－6～1.0×10^－9 mol/L呈良好的线性关系. 检测限为: 2.54×10^－10 mol/L. 碳纳米管特有的纳米结构对检测结果的放大作用, 提高了该传感器的检测限和灵敏度.     

应用纳米磁性球电化学检测特定序列DNA

采用分散聚合法制备纳米磁性羧基球,利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在纳米磁性球表面,制成新型核酸探针,该探针可特异性结合目标单链寡聚核苷酸.在磁场作用下,将纳米磁珠与本体溶液分离并富集在电极表面,以中性红为嵌合指示剂,用示差脉冲伏安法测定杂交结果.经过条件优化,本法测定DNA的浓度线性范围为1.0×10^-6～5.0×10^-9mol/L,检出限为8.6×10^-10mol/L.     

磁珠表面核酸探针的固定及电化学方法检测

报道了用戊二醛将氨基修饰的寡核苷酸探针固定于氨基磁珠表面制成核酸传感器，传感器与生物素标记的DNA杂交，再利用亲和素－生物素偶合系统，偶联上亲和素标记的碱性磷酸酶。碱性磷酸酶催化底物α-萘酚磷酸酯（α－NATP）水解形成具有电化学活性的α-萘酚，用示差脉冲伏安法测定杂交结果，本法测得短链DNA片断的浓度线性范围为10－1000μg/L；最低检测限为3μg/L。作者优化了相关的检测条件，并成功测定了乙型肝炎病毒HBV－DNA的片段。     

基于硫化镉纳米团簇标记DNA电化学传感的研究

合成了表面具有自由羧基的硫化镉纳米团簇，以乙基-（3-二甲基丙基）碳二 亚胺盐酸盐为偶联活化剂，将其标记于人工合成的5'端氨基修饰的寡聚核苷酸片段 上，制备成CdS纳米团簇标记DNA探针，该寡聚核苷酸片段与大肠杆菌肠毒素基因相 关。在一定的条件下，使基与固定晨玻碳电极表面的待测DNA序列进行杂交反应， 利用阳极溶出示差脉冲伏安法（ASDPV）间接测定Cd的量，实现对互补、非互补 DNA片段的识别和电化学检测，从而对大肠杆菌肠毒素基因片段识别和检测。     

基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。     

量子点双标记的Fe3O4@Au磁性纳米DNA电致发光型传感器

合成了Fe3O4@Au磁性纳米粒子,并根据单链寡聚核苷酸(ss-DNA)杂交原理,利用量子点电化学发光,构建了DNA电化学传感器.在磁控玻碳电极(MCGCE)表面,将5′-SH-ssDNA捕获探针自组装在Fe3O4@Au磁性纳米粒子上,然后与目标DNA互补的一端杂交形成dsDNA,再与双标记了量子点的5′-NH2-ssDNA-NH2-3′信号探针杂交形成三明治杂交的DNA.应用循环伏安法对DNA的固定与杂交进行了表征.目标DNA浓度在1.0×10-13～1.0×10-11 mol/L范围与其响应的ECL信号呈线性关系,检出限为1.8×10-14mol/L.由于采用量子点双标记法,检测的灵敏度显著提高.     

新型脱氧核糖核酸光纤生物传感器的研制及其性能评价

研制了一种新型脱氧核糖核酸(DNA)光纤生物传感器,以带尾纤的脉冲半导体激光器为激发光源,结合流动进样系统,能够快速方便地对光纤传感器表面发生的DNA杂交反应进行测定.研究表明:通过链霉亲和素/生物素作用修饰到传感器表面的DNA探针对Dylight 680荧光标记的完全互补DNA有良好的响应,而对非互补的DNA基本没有响应.系统检测灵敏度可达到4.5×10-10 mol/L;线性范围为1×10-9～3×10-8 mol/L.光纤传感器具有良好的再生性能.     

基于酶催化银沉积质量放大的血吸虫压电免疫传感器的研究

发展了一种基于酶催化金属银沉积信号放大的新型高灵敏气相压电免疫传感检测技术.先将血吸虫抗原(SjAg)共价固定在石英晶体表面,制备得到血吸虫压电免疫传感器.检测时,在晶振上滴加不同浓度的待测血吸虫抗体,再将碱性磷酸酶标记的二抗通过夹心方式结合到传感器表面.然后利用碱性磷酸酶催化磷酸化的抗坏血酸酯水解从而还原硝酸银,使金属银沉积在晶振表面上,放大传感器的质量响应信号.实验结果表明该传感检测方法可显著提高气相压电免疫传感器的检测灵敏度,传感器对血吸虫抗体的响应线性范围在1～225 ng/mL,检测下限为1 ng/mL.     

基于多边形金纳米颗粒的非标记型可卡因适体传感器的研制

实验合成了多边形金纳米颗粒,通过壳聚糖(CHIT)将合成的多边形金纳米颗粒固定在玻碳电极表面,然后通过自组装技术将带巯基的捕获DNA探针固定在修饰有多边形金纳米颗粒的电极表面,利用杂交反应使可卡因适体与DNA捕获探针结合,制成非标记型可卡因适体传感器。以六氨合钌作为电化学指示剂,通过测量传感器与目标物可卡因结合前后电流变化情况对可卡因进行测定。考察了缓冲溶液的pH、可卡因培育时间、扫描速度等对测定的影响。结果表明,在pH为7.40时该传感器的检测范围为1.0×10-10～1.0×10-3 mol/L,检测限为3.0×10-11 mol/L。该传感器制作简单,响应好,抗干扰能力强。     

癌胚抗原快速无分离电化学免疫检测

通过同时固定硫堇和HRP标记癌胚抗原(CEA)抗体于电化学预处理的玻碳电极表面,制备了新型无需分离的CEA快速电化学检测免疫传感器.CEA测定的两段线性范围为0.5～3.0和3.0～167 ng/mL,检测下限为0.1 ng/mL.该传感器具有良好的准确性、精密度、制备重复性和稳定性.该方法缩短了分析时间,降低了测定成本,适用于临床CEA的快速测定.     

流动注射光纤荧光探针动力学法测定铁的研究

研究了8-苯胺基-1-萘磺酸作为表面活性剂胶束荧光探针的性质,并将其用作动力学分析的荧光指示剂。建立了以铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化ANS-Brij35体系荧光猝灭反应为基础,用流动注射和光导纤维技术测定痕量铁的动力学分析新方法。该法线性范围为5～300ng/mL,检测下限为2ng/mL,绝对检出量为0.2ng,对20ng/mL铁(Ⅲ)进行11次测定相对标准偏差为0.27%,可直接用于人发、纯铝和铝合金中铁的测定。     

基于不同电化学探针检测乳腺癌基因片段电化学传感器的研究

构建了以3种不同电活性物质(铁氰化钾平衡电对、亚甲基蓝和六氨合钌)为电化学信号探针,检测乳腺癌基因片段(乳腺癌DNA)的电化学传感器。利用吸附作用将探针ss DNA固定于金纳米-多壁碳纳米管-Nafion复合纳米材料修饰金电极表面,制备了DNA电化学传感器。采用循环伏安法、电化学阻抗法和微分脉冲伏安法,对DNA电化学传感器进行表征和定量分析。实验结果表明,在5 mmol/L K3[Fe(CN)6]-5mmol/L K4[Fe(CN)6]平衡电对电化学探针检测液中,乳腺癌DNA的线性范围为0.1~500.0 nmol/L,其检出限(S/N=3)为0.03 nmol/L。以20μmol/L亚甲基蓝为电化学探针检测液时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。利用50μmol/L六氨合钌电化学探针检测时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。3种电化学探针中,利用铁氰化钾平衡电对探针检测乳腺癌DNA的检出限最低,线性范围最宽。该传感器可用于其他DNA的检测分析。     

基于上转换荧光纳米粒子和金纳米粒子间荧光共振能量转移的高灵敏赭曲霉毒素A检测方法研究

制备了水溶性的上转换荧光纳米材料,在其表面修饰赭曲霉毒素A(OTA)适配体作为能量供体探针;在金纳米粒子表面修饰OTA适配体互补链作为能量受体探针,构建了OTA适配体传感器。在最优条件下,OTA的检测范围为0.001~10 ng/mL,检出限可达0.001 ng/mL。将其应用于啤酒样品中OTA的检测,当加标水平为0.01、0.1、1.0 ng/mL时,回收率为100%~119%,相对标准偏差为4.3%~4.9%,表明该方法可用于实际样品检测。该方法具有灵敏度高、特异性好、操作简单、成本较低等优点。     

基于双醛基功能化离子液体构建电化学免疫传感器

合成了含双醛基的离子液体,此离子液体一端的醛基与修饰在电极表面的氨基发生共价键作用,将离子液体修饰在电极表面,另一端的醛基可用来固定抗体,构建电化学免疫传感器,实现对心肌肌钙蛋白I(cTnI)的检测。离子液体通过共价键作用固定在电极表面,不仅减少了从电极表面向检测溶液的渗透,提高传感器的稳定性,而且还可以直接固定抗体,不需要使用其他交联试剂;同时,离子液体可增强传感界面的导电性,提高传感器的灵敏度。在优化的实验条件下,传感器的线性范围为0.1~40 ng/mL,检出限为0.06 ng/mL。     

基于氧化石墨烯作为传感平台的DNA电化学阻抗谱传感器制备

制备了一种基于氧化石墨烯作为传感平台的无标记DNA传感器。探针DNA通过π-π堆积作用固定到氧化石墨烯表面,电化学交流阻抗法作为传感表征及检测技术。当传感器识别目标DNA时,由于形成双链结构,双链DNA离开氧化石墨烯表面,进入溶液,使得电化学阻抗值减小。因此,可以利用杂化前后DNA传感器所展现出阻抗值的差异,实现对目标DNA的定量检测。结果表明:目标DNA浓度在1.0×10-8~1.0×10-12mol/L范围内,阻抗值变化与目标DNA浓度的对数呈线性关系,检出限为3.5×10-13mol/L(S/N=3)。此外,传感器能区分互补单碱基错配、完全错配的DNA序列。     

黄瓜DNA伏安传感器的制备及其应用

在十八酸修饰的碳糊电极表面共价键合固定黄瓜ssDNA,制备了黄瓜DNA伏安传感器。在杂交液中,传感器表面的黄瓜ssDNA与杂交液中的ssDNA进行杂交反应时,电活性物质Co(bpy)3(CIO4)3配合物嵌入DNA双链中,使峰电流(△ip)增加。△ip与试液中DNA浓度成正比,可用于定量测定黄瓜DNA的含量。方法的线性范围为10-90ng／mL,检出限为2．97ng／mL。     

基于Cu-TPA的电化学生物传感器对黄曲霉毒素B1的检测

利用对苯二甲酸铜(Cu-TPA)能产生强的电化学信号设计了一种灵敏的电化学生物传感器, 并将其用于测定黄曲霉毒素B1(AFB1). 信号探针中的Cu-TPA含有可产生电化学信号的Cu(Ⅱ), 当加入一定量的AFB1后, AFB1与探针中特定的适配体结合, 使信号探针脱落, 电化学信号降低. 根据电化学信号值的变化实现了对AFB1的检测. 在最佳条件下, 该传感器的检出限为4.2×10 ^-6 ng/mL(S/N=3), 线性范围为10 ^-5~10 ng/mL. 将该传感器用于啤酒中AFB1的检测, 回收率为95%~106%.     

茎环结构DNA循环放大技术测定水样中的痕量银离子

利用茎环结构DNA的循环杂交放大作用和碱基C与Ag~+之间的稳定结构,设计了一种高灵敏性的表面增强拉曼生物传感器用于水样中Ag~+的检测。首先制备了携带有大量拉曼信号分子的纳米金生物条码作为拉曼信号探针。然后通过酰胺键将捕获DNA固载在磁珠表面上,利用C-Ag~+-C形成的稳定结构和链式循环杂交反应放大技术,将含有大量拉曼信号DNA分子的纳米金颗粒通过生物素和链霉亲和素的特异性结合到磁珠上,最后通过SERS技术实现了溶液中Ag~+的检测。最佳实验条件下,当固定磁珠捕获DNA浓度为1.0×10~(-7)M,Tris-HCl缓冲溶液为pH7.4,37℃下杂交反应2.5 h后,Ag~+的浓度与拉曼信号强度呈良好的线性关系,测定线性范围为1.0×10~(-7)~1.0×10~(-12)M,检测限1.0×10~(-12)M(S/N=3)。该传感器用于海产品中Ag~+的测定,测定值与ICP-AES的测定值基本一致。     

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。