功能性纳米材料在电化学免疫传感器中的应用

新型功能性纳米材料以其诸多优良性质在构建电化学免疫传感器中备受关注,为电化学免疫传感器的开发和研究开辟了一片广阔天地。纳米材料在电化学免疫传感器方面的应用主要是将纳米材料作为传感器界面的修饰材料、生物分子的固载基质以及信号标记物等。本文就常见的功能性纳米材料在电化学免疫传感器中的应用做一综述。     

原位同步辐射红外关联谱学技术研究界面电化学反应过程

电化学界面动力学决定了所有电化学反应性质.从原子和分子水平上多维度原位观察电极的表界面电化学反应动态过程对于典型的电化学储能技术(电解槽、燃料电池)中催化剂的结构设计、合成和筛选具有重要意义,但是复杂的电化学界面以及微量、快速的反应中间态信号给界面电化学反应动态过程研究带来了极大的挑战.同步辐射傅里叶变换红外光谱(SR-FTIR)具有独特的分子指纹识别功能,可以用来确定电化学界面的活性物质,结合对纳米材料的局部原子结构高度敏感的同步辐射X射线吸收精细结构(SR-XAFS)光谱可以开展界面电化学反应过程的实时动态研究,有助于指导设计用于高效高能量密度能源系统的先进电催化剂.本文基于近年来本课题组的研究工作,系统地介绍了获得高质量的电化学反应过程中同步辐射红外关联谱学实验结果的策略,及其应用于电催化反应动态过程研究成果,其中主要选用当前热门的金属有机框架(MOF)纳米材料以及金属单原子催化剂(SACs)作为研究对象.最后,对原位同步辐射实验方法发展及其针对电化学反应动态过程的研究进行了展望,旨在通过揭示电化学反应的动态机理来指导和合成高效稳定的催化材料.     

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。     

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。     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用及纳米仿生界面的构建

对1995～2011年间各种纳米材料,包括金属纳米粒子、量子点纳米材料、碳纳米材料、复合纳米材料等在电化学生物传感器中的应用及纳米仿生界面的构建进行了综述。     

分子印迹电化学传感器

分子印迹电化学传感器能够选择性识别并检测特定目标化合物,因其设计简单、灵敏度高、价格低廉、携带方便、易于微型化和自动化等优点,在临床诊断、环境监测、食品分析等方面越来越受到人们的关注.本文作者主要论述分子印迹技术与电化学技术相结合构建分子印迹电化学传感器,包括分子印迹电化学传感器的种类,以及电化学方法制备分子印迹聚合物膜的常用单体等.对分子印迹电化学传感器领域新出现的分子印迹聚合物-纳米材料复合物以及纳米结构分子印迹聚合物也一并做了评述.     

基于纳米材料的细胞释放生物信号分子电化学传感器的研究进展

电化学传感器已被证实是一种检测细胞释放信号分子的有效方法.纳米材料如碳纳米材料、金属纳米颗粒,以及纳米复合材料等因其独特性质在电化学分析技术方面应用广泛.本文综述了近年来基于纳米材料的电化学传感器用于检测细胞中释放的信号分子的研究进展,并展望了其发展方向.     

纳米材料在电化学分子印迹传感器中的应用进展

本文对近年来纳米材料在电化学分子印迹传感器中的应用做了概述.重点介绍了石墨烯,金纳米材料,银纳米材料,钯纳米材料,碳纳米管以及纳米粒子混合分子材料在电化学分子印迹传感器中的应用.并对纳米材料在电化学分子印迹传感器中的应用前景进行了探讨.     

纳米材料的电化学制取及应用

简介近年来纳米材料的电化学制备技术,纳米材料在电沉积、电池、电催化、传感器等领域中应用的新进展.     

电化学方法在荧光碳点研究中的应用

作为以碳为骨架结构的新型纳米材料,碳点具有许多优良的性能,如发射波长可调、良好的光稳定性、抗光漂白、良好的水溶性以及易于生物偶联等. 正是因为这些优点,碳点和其它碳质纳米材料（富勒烯、碳纳米管、石墨烯）一样受到了广泛的关注. 电化学方法制备碳点具有条件温和、费用低廉、后处理简单等特点. 另外,电化学方法在材料的表面结构分析以及发光机理的研究中也有其独特的优势. 本文即就电化学方法在荧光碳点的制备以及发光机理探讨中的应用作了综述,并简略介绍了碳点在传感器中的应用,提出了优化电化学方法制备碳点的某些设想.     

Carbon Nanotube and Gold‐Based Materials: A Symbiosis

Carbon nanotubes constitute a novel class of nanomaterials with potential applications in many areas. The attachment of metal nanoparticles to carbon nanotubes is new way to obtain novel hybrid materials with interesting properties for various applications such as catalysts and gas sensors as well as electronic and magnetic devices. Their unique properties such as excellent electronic properties, a good chemical stability, and a large surface area make carbon nanotubes very useful as a support for gold nanoparticles in many potential applications, ranging from advanced catalytic systems through very sensitive electrochemical sensors and biosensors to highly efficient fuel cells. Here we give an overview on the recent progress in this area by exploring the various synthesis approaches and types of assemblies, in which nanotubes can be decorated with gold nanoparticles and explore the diverse applications of the resulting composites.     

新型二维纳米材料在电化学领域的应用与发展

以石墨烯为代表的新型二维纳米材料具有独特的结构和优异的电子特性,在电化学各领域具有巨大的应用潜力。 本综述总结了新型二维纳米材料在电化学各领域(能源存储、能源转化和电化学传感)的研究现状和存在的问题。 展望了二维纳米材料在电化学领域的发展趋势。     

Nanomaterials in Electrochemical Sensing Area: Applications and Challenges in Food Analysis

Recently, nanomaterials have received increasing attention due to their unique physical and chemical properties, which make them of considerable interest for applications in many fields, such as biotechnology, optics, electronics, and catalysis. The development of nanomaterials has proven fundamental for the development of smart electrochemical sensors to be used in different application fields such, as biomedical, environmental, and food analysis. In fact, they showed high performances in terms of sensitivity and selectivity. In this report, we present a survey of the application of different nanomaterials and nanocomposites with tailored morphological properties as sensing platforms for food analysis. Particular attention has been devoted to the sensors developed with nanomaterials such as carbon-based nanomaterials, metallic nanomaterials, and related nanocomposites. Finally, several examples of sensors for the detection of some analytes present in food and beverages, such as some hydroxycinnamic acids (caffeic acid, chlorogenic acid, and rosmarinic acid), caffeine (CAF), ascorbic acid (AA), and nitrite are reported and evidenced.     

专辑序言:应用化学-追求卓越

为庆祝中国科学院长春应用化学研究所70周年华诞,特邀请化学及相关领域著名专家学者撰写出版一期纪念刊专辑。 本专辑收录了在相关领域具有丰富研究经验的团队所撰写的17篇相关研究的综述文章和2篇研究论文。 综述和评价了蛋白质组学技术、表面增强拉曼光谱技术、高分子材料、无机材料、有机材料和纳米材料等在荧光检测、橡胶合成、高分子聚合、不对称合成、电化学催化、传感、电池、电化学储能、水处理与检测等方面的研究进展;报道了开放骨架磷酸铝合成中的模版剂结构导向效应,以及通过交联度调控聚氨酯弹性体摩擦性能方面的研究工作。 专辑内容体现了各相关领域前沿学术进展和热点,具有很好的学术价值。 对广大读者更深入地了解相关领域的研究现状和发展趋势,促进相关领域的学术进步具有重要的意义!     

Electrochemical Sensors Using Two‐Dimensional Layered Nanomaterials

Two‐dimensional (2D) layered nanomaterials, e.g. graphene and molybdenum disulfide (MoS₂), have rapidly emerged in material sciences due to their unique physical, chemical and mechanical properties. In the meanwhile, there is a growing interest in constructing electrochemical sensors for a wide range of chemical and biological molecules by using these 2D nanomaterials. In this review, we summarize recent advances on using graphene and MoS₂ for the development of electrochemical sensors for small molecules, proteins, nucleic acids and cells detection. We also provide our perspectives in this rapidly developing field.     

《碳纳米材料电化学》专辑序言 ——方兴未艾的电化学能量转换和存储先进材料和技术

可以预见,在相当一段时期内,能源和环境将是全球发展的两大主题. 其实,人类对能源的获取方式将对地球的生态环境和人类未来的生存状态和生活方式产生重要影响. 正因为如此,世界各国正在大力发展可再生能源和清洁能源. 电化学能源是将化学能高效转变为电能的一种能量转换方式,它历史悠久,但不断被改进和创新,尤其是近年来得到了较快的发展. 目前,电化学能源转换和存储器件主要包括一次电池（如锌锰电池等）、二次电池（如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等）、燃料电池、金属-空气电池以及超级电容器等. 电化学能源和其它可再生能源相互补充、交叉利用将是未来清洁能源的主要发展方向.     

新型碳纳米材料在低温燃料电池催化剂中的应用

 碳纳米管及其衍生纳米碳材料是一种介于富勒烯与石墨之间的碳的存在形式,具有独特的电子性质. 碳纳米材料可与其表面负载的金属活性相产生一种特殊的载体-金属相互作用; 纳米管中电子转移的动力学行为极佳,并且其特殊的纳米级孔道结构有利于反应物及产物的传质,因此作为低温燃料电池催化剂载体备受关注. 综述了多种新型碳纳米材料如碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米盘、碳纳米角和碳纳米分子筛等在低温燃料电池催化剂中的应用,并对其存在的问题和可能的发展方向进行了讨论.     

Recent Developments in Carbon-Based Nanocomposites for Fuel Cell Applications: A Review

Carbon-based nanocomposites have developed as the most promising and emerging materials in nanoscience and technology during the last several years. They are microscopic materials that range in size from 1 to 100 nanometers. They may be distinguished from bulk materials by their size, shape, increased surface-to-volume ratio, and unique physical and chemical characteristics. Carbon nanocomposite matrixes are often created by combining more than two distinct solid phase types. The nanocomposites that were constructed exhibit unique properties, such as significantly enhanced toughness, mechanical strength, and thermal/electrochemical conductivity. As a result of these advantages, nanocomposites have been used in a variety of applications, including catalysts, electrochemical sensors, biosensors, and energy storage devices, among others. This study focuses on the usage of several forms of carbon nanomaterials, such as carbon aerogels, carbon nanofibers, graphene, carbon nanotubes, and fullerenes, in the development of hydrogen fuel cells. These fuel cells have been successfully employed in numerous commercial sectors in recent years, notably in the car industry, due to their cost-effectiveness, eco-friendliness, and long-cyclic durability. Further; we discuss the principles, reaction mechanisms, and cyclic stability of the fuel cells and also new strategies and future challenges related to the development of viable fuel cells.     

碳量子点的制备及其在能源与环境领域应用进展

碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)作为碳纳米材料家族的新成员引起了科学家广泛关注和极大的研究兴趣。 CQDs具有优良的光学特性、生物相容性及微弱的细胞毒性,在生物医药、生物传感器及光电子设备、环境及能源等领域中具有重要的应用。 本文从CQDs的制备方法出发,介绍了近年来发展的新型制备方法,讨论了其优缺点以及对所得CQDs在组成、结构和性质等方面的影响;基于CQDs独特的光学及电化学性能,重点介绍了CQDs在环境与能源领域的应用。 此外,对CQDs研究过程中存在的若干挑战进行了分析,提出了未来发展的一些思考和建议,为拓展CQDs多方面应用提供重要参考。     

碳点在抗生素分析检测中的应用

抗生素的过度使用对环境造成了极大破坏,对其进行监测控制刻不容缓.常用的分析检测技术,如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)等具有高效快速、重现性好、可自动化操作等优点.但对环境样品中抗生素的检测存在样品前处理过程繁琐、检测灵敏度低、实验成本高等问题.结合现有的检测技...