基于纳米四氧化三铁-二茂铁构建甲胎蛋白免疫传感器的研究

用对交联剂1-乙基-3-(3-二甲基氨苪基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺将壳聚糖中的氨基与二茂铁甲酸中的羧基交联,并将制备好的纳米四氧化三铁加入其中反应形成富含氨基和羧基的磁性纳米复合物。该纳米复合物修饰到金电极表面,通过氨基及静电作用,吸附纳米金溶胶及甲胎蛋白抗体(anti-AFP)含量,从而成功制得高灵敏电流型甲胎蛋白免疫传感器。通过循环伏安法考察了电极表面的电化学特性。研究了孵育时间、温度、pH对免疫传感器的影响。在最优实验条件下,甲胎蛋白(AFP)质量浓度在0.01~10 ng/mL和10~120 ng/mL范围内,该免疫传感器的还原峰电流值与AFP的质量浓度有良好的线性关系,检出限为3 pg/mL。     

基于碳纳米管的免标记型电化学适体传感器检测腺苷

以固定在玻碳电极表面的羧基化的单壁碳纳米管(SWCNTs)作为适体固定平台,使其与腺苷适体进行酰胺化反应,使得适体附着于SWCNTs上,通过封闭剂(PEG)掩蔽电极表面的空白位点。当引入腺苷后,腺苷适体和腺苷形成G-四面体结构,根据阻抗强度值的变化实现对腺苷的高灵敏检测。传感器在优化的条件下,检测腺苷的线性范围为5. 0 pmol/L～0. 5μmol/L,检出限为1. 0 pmol/L。该检测方法无需加入电活性信号物质,具有简单、高灵敏和高特异性等优点,可以扩展应用到构建其他生物小分子和金属离子的传感器中。     

基于纳米金/壳聚糖/石墨烯的癌胚抗原阻抗型免疫传感器

研究了在PBS缓冲介质中,一种检测癌胚抗原的新型免标记阻抗型免疫传感器的制备及应用,基于石墨烯、纳米金在玻碳电极表面组装制备传感器,通过循环伏安法、交流阻抗法对制备的传感器进行表征。在优化的实验条件下,该免疫传感器的阻抗值随着检测溶液中癌胚抗原(CEA)浓度的增大而增大,并在0.1～85 ng/mL CEA范围内呈线性关系,回归方程为△Ret=1605.55+39.26ρ;检测限为0.04 ng/mL(R=0.9992)。该免疫传感器可用于临床上对CEA的检测。     

氧化铱膜增强的阻抗免疫传感器快速检测癌胚抗原

本文研制了一种基于IrO_x薄膜的阻抗型免疫传感器用于简单、快速灵敏地检测人血清中癌胚抗原（CEA）浓度。采用在金电极表面同时电化学沉积IrO_x薄膜和蛋白A（PA），构建成传感界面介导抗体的定向固定。着重考察了传感检测的最优条件：电化学沉积时间及PA的浓度。在最优化的实验条件下，测得CEA 的浓度为36.2 - 460.0 ng/mL，检测下限为28.0 ng/mL。同时，采用该分析方法检测临床样品，并与化学发光免疫分析法进行了比较，实验结果表明该阻抗型免疫分析方法可推广于临床实验室CEA的免疫检测。     

基于丝网印刷电极的阻抗型免疫传感器用于检测烯效唑

采用循环伏安法在丝网印刷碳电极表面电聚合聚苯胺/壳聚糖复合膜,利用静电吸附作用固定烯效唑抗体,制备了检测烯效唑的阻抗型免疫传感器.采用循环伏安法和电化学阻抗谱对电极修饰过程进行了表征,并考察了缓冲溶液pH值、温育温度及时间对免疫反应的影响.在优化的条件下研究了免疫传感器的性能.此免疫传感器具有灵敏度高、特异性强、重现性和稳定性好的特点,对烯效唑的线性检测范围为0.01 ～100 mg/L,相关系数为0.999,检出限为8μg/L(3σ).白菜样品中添加0.05,0.10和1.0 mg/kg烯效唑,平均回收率为98.5％ ～ 104.6％,相对标准偏差为3.3％ ～4.3％,检测结果与气相色谱法的检测结果相符.     

钯-四氧化三铁纳米复合物生物传感器的制备及检测有机磷农药的研究

合成钯-四氧化三铁纳米粒子(Pd-Fe3O4NPs)并制备了乙酰胆碱酯酶(AChE)电流型生物传感器用于检测有机磷杀虫剂。Pd-Fe3O4NPs在电极与乙酰胆碱酯酶之间提供了一个具有较高电子传导性、较好生物相容性和较强催化活性的微环境,有效地提高了乙酰胆碱酯酶的生物活性和有机磷杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用。以对硫磷为有机磷杀虫剂模型分子,乙酰胆碱酶的抑制率与对硫磷浓度在5×10-12～1×10-9mol/L之间呈现良好的线性关系,检测限为2.5×10-12mol/L。     

免标记电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR的灵敏检测

采用纳米金作为抗体的固定基质,同时以硫堇为电活性指示剂,构建了一种免标记的电化学免疫传感器用于微囊藻毒素-LR(MC-LR)的灵敏检测。将萘酚修饰到金电极表面,通过静电作用将硫堇捕获。加入纳米金与硫堇的氨基结合,抗体将通过与纳米金作用而固定到电极表面。通过MC-LR与其相应抗体的特异性结合作用阻碍硫堇的电子传递,实现MC-LR的电化学检测。在最优实验条件下,MC-LR的质量浓度与电信号在5~100μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.71μg/L,可满足饮用水检测需求,能够用于实际水样中M C-LR的测定。     

基于Nafion-CNNS复合膜构置免标记的AFB1免疫传感器

本文将氮化碳纳米片(g-C₃N₄ nanosheets,CNNS)分散到一定浓度的Nafion溶液中,滴涂至玻碳电极制备修饰电极,而后将黄曲霉毒素B1抗体、黄曲霉毒素B1(AFB1)先后孵育至该修饰电极上,以鲁米诺溶液为电化学发光探针测定免疫作用前后化学发光值,依据前后发光值的差值,构置免标记的用于定量检测黄曲霉毒素B1的电致化学发光免疫传感器。结果表明,免疫结合前后鲁米诺溶液的ECL差值与溶液中黄曲霉毒素B1(AFB1)的含量在1.0量在曲^-4～10.0 ng·mL^-1和10.0～160.0 ng·mL^-1两个区间有着良好的线性关系,对AFB1的检出限为0.1pg·mL^-4,该电致化学发光免疫传感器不但线性范围广,而且检出限超低,可实现对黄曲霉毒素B1的超灵敏检测。     

基于纳米ZnO/壳聚糖复合膜DNA电化学传感器用于HIV基因的免标记检测

以室温固相合成法制备纳米ZnO,通过壳聚糖(CHIT)的成膜效应将纳米ZnO固定在玻碳电极(GCE)表面,制得的ZnO/CHIT/GCE电极成为DNA固定和杂交的良好平台。DNA的固定和杂交通过电化学交流阻抗进行表征。以电化学交流阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测人类免疫缺陷病毒(HIV)基因片段的线性范围为2.0×10-11~2.0×10-6mol/L,检出限为2.0×10-12mol/L。     

基于四氧化三铁@金纳米颗粒/壳聚糖复合物的H_2O_2电化学传感器

制备了四氧化三铁@金纳米颗粒(Fe_3O_4@AuNPs)复合材料,选用滴涂法制备了Fe_3O_4@AuNPs/壳聚糖修饰电极,利用扫描电子显微镜(SEM)对制备的材料进行表征。结果表明,在浓度为0.1 mol/L磷酸盐缓冲液中(pH 7.0),Fe_3O_4@AuNPs/壳聚糖修饰电极对H_2O_2的还原具有明显的电催化作用。采用计时电流技术对H_2O_2进行检测,检测限为3.3 pmol/L(S/N=3)。此修饰电极能够用于血清中样品中的分析。     

构建免标记电流型免疫传感器用于检测血清中癌胚抗原(CEA)

构建了灵敏的铁氰化钾-壳聚糖-戊二醛信号体系,并以此为信号指示剂,建立了稳定、准确的免标记电化学免疫传感器用于血清中癌胚抗原(CEA)的检测。信号体系和Nafion分别修饰于玻碳电极表面,并固定CEA抗体,分别用原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)对电极修饰过程的形貌和电化学行为进行表征。结果表明,循环伏安的电流响应值与固定在电极表面的CEA浓度直接相关,且CEA浓度的对数值在0.005~40.0 ng/mL范围内与电流的降低值呈良好的线性关系,检出限为1.23 pg/mL。方法具有良好的特异性,能准确检测血清样本中CEA的浓度。     

非标记型河虾免疫传感器的制备及应用

四乙氧基硅在HCl催化下水解形成硅溶胶。将硅溶胶与河虾抗体混合均匀后,涂于玻碳电极表面制备得非标记型河虾抗体免疫传感器。采用Fe(CN)63-/4-的磷酸盐缓冲溶液(pH 6.5)为测试底液,研究此传感器在免疫反应中的循环伏安和交流阻抗特性。结果显示免疫反应后传感器的循环伏安图上未出现新的氧化-还原峰,表明该免疫反应属于非氧化还原过程。采用交流阻抗监测电极表面,发现传感器阻抗值随虾过敏原浓度的增加而增大。对交流阻抗图进行分析,结果表明电极表面的免疫反应是一个受电子转移控制的过程。当虾过敏原浓度在0~10 ng/mL之间,电极表面电子转移阻抗的增加值与虾过敏原浓度呈线性关系,检出限为0.1 ng/mL(S/N=3)。该方法已成功应用于河虾制品中过敏原的测定。     

基于壳聚糖-二茂铁/碳纳米管传导复合物的无标记安培型免疫传感器

免疫传感器是将免疫测定法与高灵敏的传感技术相结合而构建的一类新型生物传感器,应用于痕量免疫原性物质的分析研究.在各类免疫传感器研究中,安培型免疫传感器因其高灵敏度和简单的仪器设备引起了国内外许多学者的兴趣~([2]).然而,抗原和抗体没有电活性,通常需要对抗原或抗体进行步骤复杂的标记以制备安培型免疫传感器,并提高传感器的检测灵敏度.     

原位沉析法制备有序排列四氧化三铁/壳聚糖纳米复合材料的研究

生物矿物由于具有完美结构及独特的生物活性,使其成为制备新型有彬无机杂化纳米复合材料的思想来源,在目前制备的有机／无机纳米复合材料中,纳米粒子在聚合物基质中大部分是无规分散的,但无机纳米颗粒在有机物中的有序排列是生命体中的一种根本体现,有序排列会使材料的性能更加优异。人骨的主要成分是纳米羟基磷灰石晶体和胶原,羟基磷灰石晶体是沿着胶原纤维的长轴方向有序排列的,这使得人骨不仅具有生物活性,而且具有非常好的力学性能。     

基于核酸适体电化学生物传感器用于腺苷的免标记检测

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种基于核酸适体的新型腺苷电化学生物传感器.固定于电极表面的适体探针与目标腺苷杂交后使电极界面的结构发生改变,通过[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,以此作为检测信号进行腺苷的免标记检测.表面电子传递电阻的变化值与腺苷浓度的对数在1.0×...     

基于双发射免标记核酸探针的比率型荧光传感器用于银的检测

构建了一种新型免标记的双发射荧光比率核酸探针(GelRed/[G40]/Tb^3+)并用于Ag+的检测。对于GelRed/[G40]/Tb^3+探针,GelRed作为一种核酸染料嵌入到单链DNA-[G40]中,形成的GelRed/[G40]作为稳定的内置参照标准,在激发波长290 nm处,发射荧光强度固定不变的红色荧光(发射波长为635 nm),而[G40]/Tb^3+作为敏感的响应信号,随着Ag^+浓度的增加,产生的绿色荧光逐渐增强(发射波长为545 nm),[G40]/Tb3+与GelRed/[G40]发射的荧光强度比值也发生相应的改变,从而实现对Ag^+的定量检测。在优化的实验条件下,[G40]/Tb^3+与GelRed/[G40]荧光强度比值和Ag^+浓度在0~7.5μmol/L的范围内具有较好的线性关系,Ag^+检出限为0.156μmol/L。本传感器在10 min内就可完成对Ag^+的分析。方法已用于自来水样中Ag^+的检测,与ICP-MS法检测结果一致。     

基于金-铂纳米颗粒修饰的碳纳米管构建免标记电化学免疫传感器用于CEA检测

本文将金-铂双金属纳米颗粒(Au-PtNPs)沉积在羧基化的单壁碳纳米管表面作为基底材料,用以固载癌胚抗原抗体(anti-CEA)。利用anti-CEA与癌胚抗原(CEA)间的特异性识别作用将CEA固载于电极表面,用于降低Au-PtNPs对底物对苯二酚的催化作用,以改变电化学响应信号。通过对比CEA作用前后的电化学信号变化强弱可实现CEA的定量检测。研究发现,在最优实验条件下,CEA的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系。在0.05～80ng·mL~(-1)范围内其检测限为5 pg·mL~(-1)。该免疫传感器不仅展现出良好的选择性、重现性和稳定性,同时能成功用于人体血清样本的分析检测,其结果与酶联免疫方法(ELISA)检测结果相吻合。     

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。     

基于CRISPR-Cas12a与G-四链体构建免标记电化学生物传感器检测microRNA

CRISPR-Cas12a是一种功能强大且可编程的分子诊断技术。本文基于CRISPR-Cas12a的附属切割活性与G-四链体/氯化血红素（Hemin）复合物,设计了一个免标记电化学生物传感器,实现对miRNA的强特异性检测。靶标miRNA-21与双链DNA探针上的Toehold区域结合并发生链置换反应,置换出双链DNA探针中较短的DNA。置换下来的DNA可以有效地激活CRISPR-Cas12a的附属切割活性。随后,具有附属切割活性的Cas12a切割电极表面上形成G-四链体/Hemin的DNA序列,导致电流信号减弱。在最优条件下,电流信号强度变化与10～100 pmol/L范围内的miRNA-21浓度呈良好的线性关系,检出限为4.2 pmol/L。该电化学生物传感器能够实现对单个碱基突变的miRNA-21或其它miRNA序列特异性识别,并可用于人血清样本（10%）中miRNA-21的检测。     

基于核酸酶的新型阻抗传感器检测纺织品中的铅

建立一种基于核酸酶的电化学阻抗传感器检测纺织品中铅含量的方法。采用金纳米粒子修饰的金电极作为基底电极,以一种新型的核酸酶17EDNAzyme体系作为铅离子的生物识别元件,构建了一种新型的电化学阻抗传感器用于高灵敏选择性检测铅离子。在最佳实验条件下,传感器对溶液中铅离子的线性检测范围为1.0μg/L~10mg/L,检出限为0.6μg/L。测定结果的相对标准偏差小于5.4%(n=6),加标回收率在93.5%~106.0%之间。采用该法对实际纺织品样品进行测试,并与国标方法测定值进行对比,实验结果表明两种方法的测定值无显著性差异。该方法操作简便,对铅离子的检测具有良好的选择性,可用于现场样品的在线、快速测定。