倏逝波全光纤免疫传感器的开发及性能研究

利用倏逝波与荧光免疫分析原理,研制了一种倏逝波全光纤免疫传感器。该系统利用单多模光纤耦合器,使得激发光的传输、荧光的收集与传输均通过光纤来实现,减少了系统的光学分离元件,结构简单、紧凑、可实现仪器小型化;同时该系统光传递效率高、损耗低、信噪比高;单多模光纤耦合器和探头之间采用可拆卸的连接结构,可以实现多种样品的顺序检测。研究表明:光纤探头的最佳锥角度为0.37;系统对Cy5.5荧光染料的检测灵敏度可达到10-9mol/L;系统检测Cy5.5标记的羊抗大鼠IgG的最低浓度为10μg/L,检测时间为10min。     

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.     

毒素的光纤免疫传感器研究进展

介绍了毒素的光纤免疫传感器及相关固定化技术进展,评述了光纤免疫传感器在毒素检测中的应用。     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。     

微囊藻毒素-LR阻抗型电化学免疫传感器的研究

基于1,6-己二硫醇自组装技术和纳米金吸附作用相结合的方法固定微囊藻毒素抗体,采用循环伏安法及交流阻抗法研究了该修饰电极的电化学性质,并优化了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的测定条件.结果表明,在优化条件下,阻抗变化值与MC-LR标准品质量浓度分别在0.25 ～2.0 μg/L和2.0 ～95 μg/L 范围内呈良好的线性关系,其线性相关系数分别为0.994 4和0.997 2,检出限达0.085 μg/L(S/N=3);电极的重现性及稳定性较好,连续测定12次,相对标准偏差为7.8%;4 ℃下储存60 d后阻抗响应信号无明显变化;应用于饮用水中MC-LR的测定,样品的回收率为93% ～118%;检测时间为15 min.该传感器无需标记、灵敏度高、稳定性好,可用于快速检测饮用水源水中的MC-LR.     

基于HDT自组装金纳米粒子修饰电极的微囊藻毒素-LR电化学免疫传感器研究

构建了一种新型的基于金纳米粒子(Au NPs)修饰金电极的微囊藻毒素-亮氨酸-精氨酸(MCLR)电化学免疫传感器。采用柠檬酸钠还原法制备了Au NPs溶胶,分别用透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱对其进行表征。将Au NPs组装到1,6-己二硫醇(HDT)自组装单分子层修饰的金电极表面,再将MCLR抗体(anti-MCLR)固定于该修饰电极上,利用扫描探针显微镜法、循环伏安法和电化学交流阻抗法(EIS)表征了自制化学修饰电极表面的形貌特征和电化学免疫传感器的电化学特征。通过辣根过氧化物酶标记的MCLR(MCLR-HRP)与MCLR竞争结合抗体,建立了检测MCLR的差分脉冲伏安法(DPV)。在最佳实验条件下,用DPV对MCLR检测的线性范围为0.01~25μg/L,检出限为0.005μg/L。对构建的免疫传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。该方法对实际水样中MCLR的加标回收率为100%~102%,测定结果与高效液相色谱法的测定结果一致。     

基于石墨烯和金纳米笼修饰的无标记型微囊藻毒素免疫传感器的研制

利用石墨烯及中空结构的金纳米笼构建了无标记型电化学免疫传感器,并用于微囊藻毒素的检测。利用多元醇还原法合成制备了导电性好、催化性强、生物相容性好的金纳米笼;再利用高分散的石墨烯将其固定于玻碳电极表面,进一步吸附固定微囊藻毒素抗体。在无微囊藻毒素存在时,电化学探针[Fe(CN)6]3!/4!在传感器界面上能获得较高的电流响应信号。当培育了微囊藻毒素后,抗体与微囊藻毒素形成免疫结合物,增加了电极表面的电荷密度和传质阻力,阻碍[Fe(CN)6]3!/4!扩散到电极表面,导致[Fe(CN)6]3!/4!的电流响应信号明显降低,电流减小的程度间接地与微囊藻毒素的浓度成比例,可实现对微囊藻毒素的检测。实验考察了抗原培育时间,抗体浓度等条件对该传感器响应性能的影响。结果表明,此传感器对微囊藻毒素的线性响应范围为0.05~1000μg/L,检出限为0.017μg/L,优于文献报道。此传感器操作简单,并且具有良好的稳定性,将其用于实际水样中微囊藻毒素的检测,平均加标回收率为94.1%。     

微囊藻毒素-LR免疫亲和层析柱的研制和应用

用CNBr-activated Sepharose4B和微囊藻毒素-LR的单克隆抗体制备了免疫亲和层析柱,测得抗体偶联率在75.7%~94.1%之间。制得的免疫亲和层析柱最大柱容量在76~95ng之间,柱空白为0,回收率在90.8%~105.1%之间。柱子再生重复使用6次后,回收率不低于75%。建立了免疫亲和层析柱-高效液相色谱测定水样中的微囊藻毒素-LR的方法。该法检出限为5ng/L;线性定量范围为10~500ng/L。实验结果显示,免疫亲和层析柱特异性好,一次净化能除去绝大部分干扰物,净化效果明显优于现有的固相萃取柱。     

碳纳米管/纳米金复合膜电化学免疫传感器用于微囊藻毒素的检测研究

在玻碳电极表面修饰碳纳米管,并用多电位阶跃法在碳纳米管表面沉积纳米金制得碳纳米管/纳米金复合膜。通过纳米金和微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)抗体之间的吸附作用,将抗微囊藻单克隆抗体固定于电极表面,以牛血清白蛋白封闭非特异性吸附位点,研制了检测微囊藻毒素的电化学免疫传感器。利用微囊藻毒素与其抗体之间的特异性识别作用构建"三明治"夹心结构的免疫分析模式,以辣根过氧化物酶标记抗体为二抗,利用微分脉冲伏安法实现了对微囊藻毒素的检测。在优化条件下,此传感器的响应电流与微囊藻毒素浓度在0.50~12.0μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.30μg/L(S/N=3)。对实际水样进行了微囊藻毒素的加标回收实验,回收率在93.0%~108.5%之间,相对标准偏差为3.8%~5.0%。     

基于Ru@SiO_2的微囊藻毒素电化学发光免疫传感器研究

本研究在玻碳电极(GCE)表面电沉积金纳米粒子(Au NPs),通过化学吸附将微囊藻毒素-(亮氨酸-精氨酸)(MC-LR)的单克隆抗体(anti-MC-LR)固定在电沉积了Au NPs的玻碳电极表面,以牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性吸附位点,制得免疫电极anti-MC-LR/Au NPs/GCE。采用微乳化法制备了掺杂三(2,2'-联二吡啶)钌(Ⅱ)配合物离子(Ru(bpy)2+3)的二氧化硅纳米粒子(Ru@SiO2),利用透射电镜和扫描电镜对所制备的纳米粒子进行表征。3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)进一步与Ru@SiO2反应,制得氨基功能化的Ru@SiO2,通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化辣根过氧化物酶标记的MC-LR(HRP-MC-LR),并使其与氨基功能化的Ru@SiO2偶联,制得MC-LR-Ru@SiO2。采用直接竞争模式,在标记物MC-LR-Ru@SiO2存在下,以三丙胺作为共反应物,利用电化学发光法(ECL)测定溶液中的微囊藻毒素,免疫反应完成后,电化学发光强度(I)随着MC-LR浓度的增大而减小,且在0.100~100μg/L范围内,电化学发光强度差值(ΔI)与游离的MC-LR浓度的对数呈良好线性关系,检出限为0.007μg/L。对实际水样进行了加标回收实验,回收率为95.5%~105%。     

压电免疫传感器法检测蓖麻毒素

利用纳米金对石英晶体微天平(QCM)的表面修饰和质量扩增效应,建立了一种压电免疫传感器检测蓖麻毒素的新方法。首先在石英晶体的金电极上依次自组装1,6-己二硫醇和纳米金进行表面修饰,然后通过蛋白A定向固定蓖麻毒素多抗来制备敏感膜。利用纳米金的质量扩增效应设计了一种“毒素-单抗-蛋白A-纳米金”复合物,成功实现了对蓖麻毒素的检测,提高了传感器灵敏度和特异性。该传感器对蓖麻毒素响应的线性范围为0.50~10 mg/L,回归方程为△F=45.81Cric in 48.48(R=0.9986,N=10,P<0.01);检测灵敏度为45.81 Hz/(mg/L)。     

压电免疫传感器用于乙肝表面抗原的测定

乙肝表面抗原 ( HBs Ag)的检测是临床诊断乙型肝炎的一项重要指标 .目前常用酶联免疫法和放射免疫法检测 [1] ,但酶本身性质不稳定且价格昂贵、操作繁琐 ;而放射免疫法存在放射性废物难处理的局限性 .压电免疫传感器具有装置简单、价格便宜、灵敏度高、实时快速和无需标记等优点 ,广泛应用于环境监测、药物分析及微生物检测等多个领域 [2～ 4 ] .本文应用自组装单分子膜技术 ,在压电石英晶体表面形成致密有序的半胱胺单分子膜 ,通过戊二醛共价交联 ,将乙肝表面抗原单克隆抗体分子固定于晶体电极表面 ,研制成 HBs Ag压电免疫传感器 ,用于…     

Insulin Surface Acoustic Wave Immunosensor Based on Immobilized C60/Anti‐Insulin Antibody

Immobilized fullerene C₆₀/anti‐insulin antibody was prepared and applied in shear horizontal surface acoustic wave (SH‐SAW) immunosensors to detect insulin in aqueous solutions. The immobilizations of anti‐insulin onto fullerene were studied through a C₆₀/PVC coated SH‐SAW sensor system in liquid. The partially irreversible frequency response for an anti‐insulin antibody was observed by the desorption study, which implied that fullerene could chemically react with anti‐insulin. C₆₀/anti‐insulin coating materials were successfully prepared and identified with an FTIR spectrometer. The C₆₀/anti‐insulin coated SH‐SAW immunosensors were developed and applied for detection of insulin in aqueous solutions. Within the range of normal human insulin concentration, the SH‐SAW immunosensors immobilized with C₆₀/anti‐insulin exhibited linear frequency responses to the concentration of insulin with a sensitivity of 130 Hz/pM. The SH‐SAW immunosensor immobilized with C₆₀/anti‐insulin showed a detection limit of 0.58 pM for insulin in aqueous solution. The interference of various common bio‐species in human blood, e.g. urea, ascorbic acid, tyrosine, and metal ions, to the SH‐SAW immunosensor immobilized with C₆₀/anti‐insulin for insulin was investigated. These common bio‐species interferences showed nearly no interference to the SAW immunosensors coated with C₆₀/anti‐insulin. The reproducibility of the SH‐SAW immunosensor immobilized with C₆₀/anti‐insulin for insulin was also investigated and is discussed.     

气相生长碳纤维的表面改性及表征

用浓硝酸(65%~68%)对气相生长碳纤维(VGCF)进行了不同时间的表面化学改性。X射线衍射(XRD)分析表明：改性使得VGCF的石墨晶型结构改变，其改变的程度随改性时间的延长而加深；BET比表面积(S_BET)测试表明：改性后的VGCF的S_BET有一定的变化，经120 min长时间的改性处理后，S_BET明显降低；傅立叶变换红外光谱(FTIR)测定得出：改性后VGCF表面上生长了不同类型的含氧基团，其总含量随改性时间的增大而增加；程序升温还原(TPR)得出：改性后VGCF表面上生成有2类以上的热稳定性不同的含氧基团，计算求得含氧基团的氧总含量为2 mmol·g^-1以上；NH₃吸附微量量热测定得出：表面酸性基团的强度和含量随改性时间增加而增大；透射电子显微镜(TEM)结果表明：改性没有明显破坏VGCF的外观结构；吸油值(AOV)实验给出：改性后VGCF的AOV显著降低而亲水性增强；双液法接触角测试给出：改性后VGCF的表面能(SE)明显增大；偶联剂与VGCF作用的FTIR研究表明：改性后VGCF表面含氧基团和偶联剂发生反应，增强了偶联剂在VGCF表面上的结合强度。     

溶胶-凝胶非标记免疫传感器检测乙肝表面抗原

采用溶胶 凝胶 (sol gel)技术包埋乙肝表面抗体 (HBsAb) ,涂布于金盘电极表面 ,构成sol gel HBsAb/Au非标记免疫传感器 ,用于检测人血清中乙肝表面抗原 (HBsAg)。该传感器对HBsAg的电位响应遵循Nernst方程 ,在 1～ 330 μg/L浓度范围内 ,传感器的电位响应值ΔE与HBsAg浓度C的对数呈线性关系 ,线性回归方程为ΔE =1 8.1 7+79.84lgC。响应时间为 3min。癌胚抗原、甲胎蛋白等对测定无明显影响。对于HBsAg阴性血清 ,电位响应值ΔE <30mV ,而对于阳性血清则ΔE >30mV ,据此 ,作为临床判别的依据。对1 0 0例临床血清分别用传感器和酶联免疫法 (ELISA)进行双盲检验 ,两法的符合率为 86 %。     

用于乙肝表面抗原检测的压电免疫传感器的研制

研制了一种用于乙肝表面抗原（ＨＢｓＡｇ）检测的新型传感器———石英压电免疫传感器。采用聚乙烯亚胺粘附和戊二醛交联法在金电极上固定抗体蛋白，对固定化过程进行了监测。ＨＢｓＡｇ含量的检测范围为１～４０ｍｇ／Ｌ。使用过的电极用０２ｍｏｌ／Ｌ乙醇胺（ｐＨ＝８）解吸，可重复使用。将此传感器用于实际血清样品的检测，与酶联免疫吸附法所得结果吻合。     

Duplex Surface Enhanced Raman Scattering-Based Lateral Flow Immunosensor for the Low-Level Detection of Antibiotic Residues in Milk

A duplex surface enhanced Raman scattering (SERS)-based lateral flow immunosensor was established for the simultaneous detection of two common antibiotic residues including tetracycline and penicillin in milk. The newly synthesized Au@Ag nanoparticles were labeled with different Raman molecules including 5,5-dithiobis-2-nitrobenzoic acid (DTNB) or 4-mercaptobenzoic acid (MBA), followed by the conjugation of anti-tetracycline monoclonal antibody or anti-penicillin receptor, forming two kinds of SERS nanoprobes. The two nanoprobes can recognize tetracycline-BSA and ampicillin-BSA, respectively, which facilitates the simultaneous detection of the two types of antibiotics on a single test line. After optimization, detection limits of tetracycline and penicillin as low as 0.015 ng/mL and 0.010 ng/mL, respectively, were achieved. These values were far below those of most of other documented bio-analytical approaches. Moreover, the spiking test demonstrates an excellent assay accuracy with recoveries of 88.8% to 111.3%, and satisfactory assay precision with relative standard deviation below 16%. Consequently, the results demonstrate that the SERS-based lateral flow immunosensor developed in this study has the advantages of excellent assay sensitivity and remarkable multiplexing capability, thus it will have great application potential in food safety monitoring.     

Recent Progress and Perspectives on Cell Surface Modification

The cell membrane is a biological interface consisting of phospholipid bilayer, saccharides and proteins that maintains a stable metabolic intracellular environment as well as regulating and controlling the exchange of substances inside and outside the cell. Cell membranes provide a highly complex biological surface carrying a variety of essential surfaces ligands and receptors for cells to receive various stimuli of external signals, thereby inducing corresponding cell responses regulating the life activities of the cell. These surface receptors can be manipulated via cell surface modification to regulate cellular functions and behaviors Thus, cell surface modification has attracted considerable attention due to its significance in cell fate control, cell engineering and cell therapy. In this minireview, we describe the recent developments and advances of cell surface modification, and summarize the main modification methods with corresponding functions and applications. Finally, the prospect for the future development of the modification of the living cell membrane is discussed.