基于WS2量子点材料固定葡萄糖氧化酶的直接电化学及其生物传感研究

采用水热法制备水溶性WS₂量子点（WS₂ QDs）材料,并将该材料进一步用于葡萄糖氧化酶（GOx）的有效固定,构建GOx/W₂ QDs/GCE传感界面. 采用透射电镜、紫外-可见光谱和电化学等方法对材料的形貌、GOx的固定化过程,以及传感器的直接电化学和电催化性能进行了表征. 结果表明,WS₂ QDs材料能够有效促进GOx与电极之间的直接电子转移. 并且,基于该传感器对葡萄糖良好的电催化作用,该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏检测,其线性范围为25 ~ 100 μmol·L^-1和100 ~ 600 μmol·L^-1,检测限为5.0 μmol·L^-1（S/N=3）. 该传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性,可用于实际样品血糖的分析测定.     

CdTe量子点标记的DNA电化学传感器的研究

利用碳纳米管和CdTe量子点(QDs)组装的电化学传感器,建立了一种识别DNA的新方法.将氨基修饰的单链DNA探针共价键合固定在带有羧基的碳纳米管修饰的金电极上,然后与CdTe QDs标记的目标DNA进行杂交.利用差分脉冲法(DPV)和循环伏安法对目标DNA的固定和杂交进行表征,通过电活性指示剂柔红霉素(DNR)的DPV峰电流变化,对互补DNA、非互补DNA和单碱基错配DNA序列进行识别.与未标记CdTe QDs的目标DNA相比,标记CdTe QDs的目标DNA序列的电流响应灵敏度明显提高.DNA电化学传感器检测的优化条件:DNR的浓度为1.67×10-5 mol/L,DNA杂交时间为80 min,杂交温度为55 ℃.在1.0×10-13 ～1.0×10-8 mol/L范围,目标DNA浓度的对数值与其响应的DPV信号(还原峰电流)呈线性关系,检出限为3.52×10-14 mol/L(S/N=3,n=9),线性方程为ΔI=50.22+3.567 lgcDNA,相关系数为0.996 6.对1.0×10-10 mol/L的目标DNA样品进行重复测定,相对标准偏差为4.8%(n=5),重复性良好.     

葡萄糖氧化酶在活性炭上的固定及直接电化学

The glucose oxidase (GOD) immobilized onto the surface of activated carbon powders at the glassy carbon electrode (GOD-C/GC) could undergo the quasi-reversible, direct electrochemical reaction. Its formal redox potential, E^0′, is almost independent on the scan rates. The average value of E^0′ is (-0.467 ± 0.002) V (vs SCE) in the pH 6.8 phosphate buffer solution. Its apparent heterogeneous electron transfer rate constant (k_s) is (1.18 ± 0.59) s^-1, which is much higher than that reported previously. The dependence of E^0′ on the pH of the buffer solution indicated that the direct electrochemical reaction of the immobilized GOD is a two-electron transfer reaction process coupled with two-proton transfer. The further experimental results demonstrated that the immobilized GOD retained its bioelectrocatalytic activity to the oxidation of β-D(+) glucose.     

葡萄糖氧化酶在炭黑上的固定及直接电化学

经红外光谱和电化学测量证明, 用简单的吸附法能将葡萄糖氧化酶(GOx)固定在炭黑(CB)表面. 电化学测量表明, 固定在CB上的GOx能进行准可逆的直接电化学反应, 其式量电位(E0’)为-0.436 V, 在40-150 mV·s-1范围内, 不随扫描速率而变化. 电化学反应速率常数(ks)为0.800 s-1, 比文献报道的大30多倍. 而且, 固定在CB上的GOx能保持其对葡萄糖氧化的生物电催化活性. 即使在保存两周后, 其电催化活性仅下降了5%, 表明固定在CB上的GOx有良好的稳定性.     

水溶性CdTe量子点荧光法测定青霉素的研究

以巯基乙酸为稳定剂合成水溶性CdTe量子点(QDs),利用CdTe QDs荧光猝灭-恢复技术,建立了一种测定青霉素的新方法。考察了不同缓冲溶液、pH值、Co2+浓度等因素对体系的影响。结果表明,在pH=10的硼砂缓冲溶液中,Co2+能猝灭CdTe QDs的荧光,体系中加入青霉素后,CdTe QDs的荧光得到恢复且恢复强度与青霉素的浓度呈良好的线性关系,方法的线性范围为2.0×10-5~1.0×10-4 mol/L,检出限为2.2×10-6 mol/L,应用于实际样品测定,结果较好。     

水溶性CdTe量子点的合成及影响因素研究

本文以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,在水相中合成了高荧光CdTe量子点.其荧光发射波长在507 ～ 628nm范围内可调,最窄半峰宽37 nm,粒径约3.4nm,量子产率达42.1％.本实验在固定前躯体配比不变的情况下,考察了前躯体中镉离子的浓度、pH及回流时间对CdTe生长的影响.并用透射电子显微镜(TEM),荧光分光光度计(FS),X射线衍射仪(XRD)等手段对制备的量子点进行了表征.结果表明:CdTe量子点的尺寸随回流时间而增长;反应的pH对量子点的荧光强度有显著影响;镉离子的浓度越大,量子点的生长速度越快,荧光强度却随之降低.     

葡萄糖氧化酶在石墨烯-纳米氧化锌修饰玻碳电极上的直接电化学及对葡萄糖的生物传感

采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极,再将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定。用循环伏安法在-0.7～-0.1 V范围内研究了葡萄糖氧化酶在修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,石墨烯/纳米氧化锌复合膜能很好地保持葡萄糖氧化酶的生物活性,并显著促进了其电化学过程。在0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)中,固定在修饰电极上的葡萄糖氧化酶呈现出一对近乎可逆的氧化还原峰,并且对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用。葡萄糖氧化酶在修饰电极上的电子转移常数ks为1.42 s-1,修饰电极对葡萄糖催化的米氏常数Kampp为14.2μmol/L。线性范围为2.5×10-6～1.5×10-3mol/L,检出限为2.4×10-7mol/L(S/N=3)。此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于实际样品的分析测定。     

电化学法合成强荧光CdTe量子点

采用电化学方法产生的H2Te为碲源(Te2-),快速合成了水溶性强荧光的CdTe量子点.该方法具有操作简单、安全、快速廉价和可大量制备等优点.合成过程中考察了合成温度,pH值和配体比例对制备CdTe量子点的影响.在最优化的实验条件下,电化学方法合成的巯基丙酸配位的CdTe荧光量子产率可达到55％;通过紫外可见光谱(UV...     

高量子产率水溶性CdTe量子点的制备与表征

以巯基乙酸(HSCH2 COOH,TGA)为稳定剂,在水相中合成高量子产率CdTe量子点(QDs),产率达68%.用紫外.可见分光光度计、荧光分光光度计、红外光谱仪、透射电子显微镜等对制备的样品进行表征.结果表明:CdTe Ods紫外吸收峰及荧光发射峰均随回流时间延长而红移,即粒径在不断增大;荧光发射峰窄而对称,表明QDs分散性好、大小较均一,半峰宽随回流时间延长而逐渐变宽,表明粒径在增大的同时粒径分布范围也变宽;从TEM及紫外.可见光谱推算,可知其粒径约为3 nm;红外光谱图说明作为稳定剂的巯基乙酸对QDs表面起到修饰作用.     

水溶性CdTe量子点荧光猝灭法测定尼群地平的研究

以巯基乙酸为稳定剂,直接合成了水溶性CdTe量子点。基于尼群地平对合成量子点的荧光猝灭效应,建立了一种简便、快速和灵敏地测定尼群地平的分析方法。考察了缓冲体系、缓冲液浓度、缓冲液pH值、反应时间、量子点浓度对尼群地平测定的影响,在0.03 mol/L、pH值为8.3的Tris-HCl缓冲液中,当量子点的浓度为6.0×10-4mol/L、反应时间为5 min,体系的相对荧光强度与尼群地平的质量浓度呈良好线性关系,其线性范围为1.09~65.4 mg/L,线性系数为0.998 6,检出限(S/N=3)为0.11 mg/L。该方法已成功用于药片中尼群地平的测定,与中国药典中的标准方法比较,结果满意。同时该文对尼群地平与CdTe量子点的反应机理进行了初步探讨。     

配体对CdTe量子点与BSA的选择性相互作用的影响

以巯基乙酸(TGA)、巯基丙酸(MPA)、巯基甘油(TG)、L-半胱氨酸(L-cys)和谷胱甘肽(GSH)等5种巯基分子为稳定剂, 水相合成了5种CdTe量子点. 以牛血清白蛋白(BSA)作为靶分子, 通过吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光动力学等手段研究了各种配体分子稳定的CdTe量子点与BSA的直接相互作用. 结果表明, 5种量子点均能有效猝灭BSA的荧光, 其猝灭程度按配体次序为GSH>L-cys>TGA>TG>MPA; 而BSA对不同配体稳定的CdTe量子点的荧光光谱的影响则具有明显的选择性. BSA对TGA-CdTe和MPA-CdTe量子点的荧光先敏化增强而后猝灭下降; L-cys分子由于同时具有氨基和羧基而与BSA的相互作用较强, 因此BSA能显著猝灭L-cys-CdTe量子点的荧光; 而BSA对TG-CdTe量子点的荧光猝灭程度较小; GSH分子的空间效应使GSH-CdTe量子点的荧光被BSA猝灭的程度最小. 吸收光谱和时间分辨荧光动力学研究表明, 5种量子点与BSA之间的相互作用均为静态过程. 探讨了量子点的配体分子结构与蛋白质的相互作用机理.     

固载于壳聚糖-纳米金复合膜修饰玻碳电极上的葡萄糖氧化酶的直接电化学研究及其生物传感应用

通过将葡萄糖氧化酶固载于壳聚糖-纳米金复合膜内所构置的传感器,实现了葡萄糖氧化酶的直接电化学,并采用循环伏安法与电化学阻抗法对修饰电极进行了表征。研究表明：在除氧缓冲溶液中,葡萄糖氧化酶-壳聚糖-纳米金复合膜修饰电极表现出一对良好的氧化还原峰,这对峰归因于葡萄糖氧化酶的氧化还原,证明葡萄糖氧化酶被成功固载于复合膜内。电子传递速率常数为15.6 s-1,说明葡萄糖氧化酶的电活性中心与电极之间的电子传递很快。将壳聚糖与纳米金相结合还提高了葡萄糖氧化酶在复合膜内的稳定性并保持其生物活性,并可以用于葡萄糖检测。计算得到其表观米氏常数为10.1 mmol·L-1。而且,该生物传感器可以用于血样中葡萄糖含量的测定。     

水热法合成巯基乙胺稳定的CdTe量子点

提出了一种以水热法合成巯基乙胺稳定的CdTe量子点的简单制备路线. 在优化的反应条件下, 产物的荧光量子效率最高达到19.7%, 接近已报道的其它方法的2倍. 考察了反应条件对产物的荧光性能的影响及产物在不同pH溶液中的稳定性.     

半胱胺包被的碲化镉量子点的直接水相制备及其与DNA链接

用半胱胺作为表面修饰剂,在水相中制备了稳定的CdTe纳米量子点。吸收光谱和荧光光谱表明,所合成的CdTe量子点具有优异的发光特性。透射电子显微境(TEM)表征了纳米微粒的结构和粒径分布。与目前较为普遍的用巯基羧酸等其它稳定剂在水相中合成的CdTe量子点相比,半胱胺包被的CdTe量子点的前驱体不需要加热就能受激发出荧光,在100℃加热20min后,荧光明显增强;而巯基羧酸包被的CdTe量子点前驱体受激不能发光。本工作还利用量子点上包被的半胱胺上的氨基,实现了与单链DNA分子的直接链接,链接后溶液的发射峰位红移19nm,荧光强度增强。     

量子点在电化学生物传感研究中的应用

量子点( Quantum dots,QDs )由于具有独特的光学、电化学和电致化学发光特性已受到广泛地重视,而利用量子点构建电化学生物传感器则是量子点最有前途的应用领域之一。量子点具有的高比表面积、高表面活性及小尺寸等特性使它对外界的光、电、温度等十分地敏感,外界环境的微小改变就会迅速引起其表面或界面粒子价态和电子转移行为的显著变化,基于生物大分子引起的QDs表面电化学行为变化而构建的电化学生物传感器,其特点是响应灵敏高、速度快且选择性优良。本文对量子点的光学、电化学和电致化学发光特性作了简单介绍,并重点回顾了其在电致化学发光、免疫分析、DNA杂交、蛋白质检测、农药检测和糖类检测电化学生物传感研究中的应用。同时,对量子点在电化学生物传感研究中的应用前景及研究方向进行了评述和展望。