纳米材料在电化学生物传感器及生物电分析领域中的应用

纳米尺度上的生物分析化学是当今国际生物分析领域研究的前沿和热点.该文阐述了纳米粒子在电化学免疫传感器及电化学DNA传感器领域的应用,着重介绍了以纳米材料为载体设计新型的具有生物分子识别和电信号增强作用的纳米标记粒子在构建高灵敏电化学生物传感器以及多组分同时检测中的应用.     

基于氧化铁纳米材料特性的生物分离和生物检测

氧化铁纳米粒子是一种新型的磁功能材料,被广泛应用于生物、材料以及环境等众多领域.本文介绍了超顺磁氧化铁纳米粒子的制备方法,比较了各种方法的优缺点;评述了磁性氧化铁纳米粒子在细胞、蛋白质和核酸分离及生物检测中的应用,对多功能复合磁性氧化铁纳米粒子的构建, 在生物医学领域中的应用具有的指导意义.     

蛋白功能化磁性纳米颗粒的制备及应用

蛋白功能化磁性纳米颗粒作为一种新型功能复合材料,已成为众多领域的研究热点。蛋白质在颗粒表面的稳定性、负载量及构象显著影响复合粒子的应用性能,而磁性纳米颗粒表面物化性质对颗粒的稳定性、分散性及磁性能对蛋白质的高效负载有重要影响。本文综述了磁性纳米颗粒表面修饰、蛋白功能化的方法以及蛋白在界面处构象变化的表征方法,介绍了蛋白功能化磁性纳米颗粒在酶催化合成、免疫分析检测及生物传感器等领域的应用,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

新型磁性纳米电化学DNA生物传感器的研究

利用高分子磁性纳米粒子有效地将磁性分离、富集和化学修饰电极的电化学检测相结合,构建以亚甲基蓝为嵌入式杂交指示剂的电化学DNA生物传感器.此传感器对碱基错配的序列有较好的选择性.传感器对目标序列的响应在1×10-13～1×10-6 mol/L范围内呈线性关系;检出限为4.3×10-14 mol/L.这种新型的高分子磁性纳米粒子电化学DNA生物传感器具有高的灵敏度,其线性范围宽,成本低,为DNA的痕量分析提供了一种新的思路.     

基于磁性分子印迹聚合物的电化学传感器的研究进展

分子印迹聚合物与磁性纳米材料结合,制备成磁性分子印迹纳米敏感膜,这样做不仅可以发挥分子印迹聚合材料的优势,而且磁性纳米粒子可有效提高电化学传感器的灵敏度、稳定性以及生物相容性等.近年来将磁性分子印迹纳米敏感膜应用于电化学传感器制备成的磁性分子印迹电化学传感器得到了较快的发展.本文就近5年来磁性分子印迹电化学传感器敏感膜...     

纳米电化学生物传感器

纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质,与特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等相结合,并以电化学信号为检测信号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势,综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展,包括纳米颗粒生物传感器,纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器,以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。     

磁性铁氧化物纳米粒子表面功能化及其应用

表面功能化的磁性铁氧化物纳米粒子是一种新型功能材料,可应用于各种生物活性物质如蛋白质、DNA等的富集和分离,药物的磁靶向,以及疾病的诊断和治疗等许多领域.本文在总结近年来国内外有关功能化磁性铁氧化物纳米粒子研究成果的基础上,阐述了功能化磁性铁氧化物纳米粒子的结构类型、特点、目前的各种功能化制备方法以及相关应用最新研究进展,指出了当前研究中的主要发展方向和仍需要解决的问题.     

纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用

简要介绍了电化学DNA生物传感器的原理和分类,对纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用进行了详细评述.     

基于新型纳米传感材料的DNA生物传感器的应用

DNA是构建纳米技术和生物传感技术新设备的良好构建体.DNA生物传感器由于具有灵敏度高、选择性好等特点,近年来获得了飞速发展.研究发现,金属纳米粒子(MNPs)、碳基纳米材料等一系列纳米材料在传感器设计中提高了电化学DNA传感器的传感性能.本文侧重介绍了场效应晶体管、石墨烯、碳纳米管等新型纳米传感材料,以及基于这些材料...     

基于功能纳米材料的灵敏生物传感策略

21世纪的第一个十年被称为＂传感的十载＂.功能纳米材料为灵敏的生物传感器件（包括光学和电生物传感）的制备提供了优秀的平台.这方面的大多数工作主要聚焦于不同纳米材料的生物功能化,例如金属纳米粒子、半导体纳米粒子和碳纳米粒子,功能化方式包括物理吸附、静电结合、特异性识别或共价键合.这些生物功能化纳米材料可以用作催化剂、电导体、光发射剂、载体或示踪剂,以获取被放大的检测信号、稳定的识别探针或生物传感界面.设计的信号放大策略已经极大地促进了不同领域中稳定、特异、具有选择性和灵敏的生物传感器的发展.本文介绍了基于功能纳米材料的一些生物传感新原理和检测新策略,也讨论了纳米材料的生物功能化方法和生物传感在蛋白质的免疫分析、DNA检测、糖分析和细胞传感中的应用.     

磁性印迹纳米粒子固定血红蛋白修饰磁性电极构建过氧化氢传感器

采用表面印迹技术,以磁性二氧化硅纳米粒子（Fe₃O₄@SiO₂ NPs）作为载体、血红蛋白（Hb）为模板分子、正硅酸乙酯（TEOS）为印迹聚合物单体,制备了Hb印迹Fe₃O₄@SiO₂的磁性印迹纳米粒子（MMIPs NPs）. MMIPs NPs具有磁性内核和血红蛋白印迹壳层的核壳结构,可以富集并固定Hb. 使用壳聚糖将MMIPs NPs固定于磁性电极表面,构建血红蛋白类酶生物传感器,研究了Hb对过氧化氢（H₂O₂）的催化活性. MMIPS NPS相比于磁性非印迹纳米粒子（MNIPS NPS）,催化电流增加了14.3%. 采用磁性电极,MMIPS NPS、Hb和O₂的顺磁性使得该类酶生物传感器对H₂O₂的催化电流增加了60.0%. 血红蛋白类酶生物传感器电流响应与H₂O₂浓度在25 ~ 200 μmol·L^-1间呈线性关系,检出限为3 μmol·L^-1（S/N=3）,表明该类酶传感器对H₂O₂具有良好的催化性能.     

超顺纳米磁颗粒在生化分离分析中的研究进展

超顺纳米磁颗粒由于具有超顺磁性、单分散性好、磁饱和强度大、分离速度快等优点,不仅可以作为磁免疫亲和载体,而且可以作为磁信号传感元件和信号的放大系统,因此在生化分析领域中得到了广泛的应用。该文介绍了超顺纳米磁颗粒在分离纯化、生物传感器、免疫学检测、分子生物学等生化分析领域方面的最新研究进展,并对超顺纳米磁颗粒在生化分析领域中的应用潜力进行了展望。     

纳米金在DNA生物传感器和基因芯片研究中的应用

综述了近年来纳米金在DNA生物传感器及基因芯片中的研究、应用和发展,并对其在生物科技方面的发展趋势进行了展望。参考文献31篇。     

无定形硒纳米粒子的交联酶模板法合成及其在生物传感器中的应用

本文以戊二醛交联的辣根过氧化物酶(HRP)为模板合成了均匀分散的无定形硒纳米粒子(粒径10~20 nm)，以所得合成产物为载体构建了HRP生物传感器。研究结果表明，无定形硒纳米粒子具有良好的生物相容性和吸附性，所得传感器灵敏度高，对测定底物的生物亲和性好。     

Novel Magnetic Single-Walled Carbon Nanotubes/Methylene Blue Composite Amperometric Biosensor for DNA Determination

Abstract

A single-walled carbon nanotube (SWNT)/nano-Fe₃O₄/methylene blue (MB) magnetic composite was developed to fabricate the DNA biosensor. The magnetic SWNTs/nano-Fe₃O₄ and SWNTs/nano-Fe₃O₄/MB composites were prepared by chemical coprecipitation and adsorption, respectively. The morphology, infrared, and magnetic properties of different composites were characterized. The behavior of MB adsorbed in the composite matrix as indicator for the detection of DNA was studied via MB reductive current changes between after and before combination with DNA. Owing to the high electrical conduction of SWNTs and superparamagnetism of Fe₃O₄ nanoparticles, the biosensor exhibited simple operation, high sensitivity, and easy renewal. The biosensor was successfully applied to detect the hybridization of DNA.     

Evaluation of Immobilization Techniques for the Fabrication of Nanomaterial-Based Amperometric Glucose Biosensors

Eleven glucose biosensors were prepared by cross-linking, entrapment, and layer-by-layer assembly to investigate the influence of these immobilization methods on performance. The effects of separate nanozeolites combined with magnetic nanoparticles and multiwalled carbon nanotubes in the enzyme composition on the performance of glucose biosensors were compared. Cyclic voltammetric studies were carried out on the biosensors. Acrylonitrile copolymer/nanozeolite/carbon nanotube and acrylonitrile copolymer/nanozeolite/magnetic nanoparticle electrodes prepared by a cross-linking method showed the highest electroactivity. These results indicated that a synergistic effect occurred when multiwalled carbon nanotubes, magnetic nanoparticles, and nanozeolites were combined that greatly improved the electron transfer ability of the sensors. Amperometric measurements by the glucose oxidase electrodes were obtained that showed that the acrylonitrile copolymer/nanozeolite/carbon nanotube electrode was the most sensitive (10.959 microamperes per millimolar). The lowest detection limit for this biosensor was 0.02 millimolar glucose, with a linear dynamic range up to 3 millimolar. The response after thirty days was 81 percent of the initial current.     

基于担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器

系统论述了基于聚苯二胺的电流型生物传感器,如过氧化氢传感器、葡萄糖传感器和免疫传感器等的探测性能。指出聚苯二胺中的大量氨基/亚胺基及其膜的形态结构有助于加大贵金属纳米粒子的载入量,这种载有贵金属的聚苯二胺对酶的高效锚定作用以及贵金属纳米粒子的快速电子传输能力使其具有明显的电流增敏效果。聚苯二胺膜具有优异的选择透过性能,对抗坏血酸、脲酸、醋氨酚等常见干扰物质具有较强的抗干扰能力。由此制备的生物传感器生物物质探测与分析等领域展现出了广阔的应用前景。     

生物传感型核壳纳米颗粒的制备与应用

近年来纳米材料在各领域已受到人们越来越广泛的关注,尤其是核壳型纳米颗粒的制备技术在不断更新发展,在生物传感器方面有着巨大的应用前景.本文重点介绍了生物传感型核壳颗粒的工作原理、制备方法及其在电化学生物传感器、光学生物传感器以及压电晶体生物传感器上的最新应用进展.     

铂纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的葡萄糖生物传感器

基于Pt纳米颗粒修饰直立的碳纳米管电极制备了葡萄糖生物传感器.铂纳米颗粒是利用电位脉冲沉积法修饰到直立碳纳米管上的,可以增强电极对酶反应过程当中产生的过氧化氢的催化行为.用扫描电镜和透射电镜观察了直立碳纳米管在修饰Pt纳米颗粒前后的形态.该酶电极对葡萄糖的氧化表现出很好的响应,线性范围为1×10-5～7×10-3mol/L,响应时间小于5s,并且有很好的重现性.     

Separation/Concentration‐signal‐amplification in‐One Method Based on Electrochemical Conversion of Magnetic Nanoparticles for Electrochemical Biosensing

We propose a separation/concentration‐signal‐amplification in‐one method based on electrochemical conversion (ECC) of magnetic nanoparticles (MNPs) to develop a facile and sensitive electrochemical biosensor for chloramphenicol (CAP) detection. Briefly, aptamer‐modified magnetic nanoparticles (MNPs‐Apt) was designed to capture CAP in sample, then the MNPs‐Apt composite was conjugated to Au electrode through the DNA hybridization between the unoccupied aptamer and a strand of complementary DNA. The ECC method was applied to transfer MNPs labels to electrochemically active Prussian blue (PB). The anodic and cathodic currents of PB were taken for signal readout. Comparing with conventional methods that require electrochemically active labels and related sophisticated labelling procedures, this method explored and integrated the magnetic and electrochemical properties of MNPs into one system, in turn realized magnetic capturing of CAP and signal generation without any additional conventional labels. Taking advantages of the high abundance of iron content in MNPs and the refreshing effect deriving from ECC process, the method significantly promoted the signal amplification. Therefore, the proposed biosensors exhibited linear detection range from 1 to 1000 ng mL⁻¹ and a limit of detection down to 1 ng mL⁻¹, which was better than or comparable with those of most analogues, as well as satisfactory specificity, storage stability and feasibility for real samples. The developed method may lead to new concept for rapid and facile biosensing in food safety, clinic diagnose/therapy and environmental monitoring fields.