氧化铈在生物分析与传感检测中的应用研究进展

铈是镧系元素中活性最高的一种稀土元素,氧化铈已广泛应用于抛光剂、脱色剂、催化剂、发光增强剂等领域。Ce3+/Ce4+之间自发的氧化还原循环可在氧化铈晶面上产生许多氧空位（V?）,加快反应中的电荷转移,使氧化铈具有很高的催化活性和储放氧能力。混合价态自发的氧化还原循环以及由此产生的氧空位对氧化铈的性质有着重大影响,使其表现出独特的抗菌、抗炎、抗肿瘤和模拟酶等生物医学活性,可用于多种疾病的诊疗。此外,氧化铈还可单独使用或与其他材料掺杂、复合来构建灵敏的传感材料,应用于多种物质的分析与检测,并已成为国内外研究的热点。该文首先阐明了氧化铈作为传感材料的理论基础,然后分别从电化学传感、比色传感、荧光传感和化学发光传感四个方面对国内外氧化铈传感检测领域的应用进展进行了归纳,最后对氧化铈传感器的研发现状进行总结并对未来发展进行了展望,为高性能传感器的研发提供了参考。     

基于共振能量转移的生物传感器在食品安全检测中的应用研究进展

共振能量转移(Resonance energy transfer,RET)是一种发生在供体和受体之间的非辐射能量转移过程。RET的能量转移效率对供体和受体间的距离变化非常敏感,可被用于开发新型的光学生物传感器。与传统光学生物传感器相比,基于RET的生物传感器无需洗涤及分离过量标记物等步骤,可大幅简化检测流程。因RET具有灵敏度高、操作简便及速度快等优点,近年来,在医学诊断、生命科学研究、环境监控以及食品安全检测等领域备受关注。该文根据能量供体的不同,将RET分为3种类型：荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)、生物发光共振能量转移(Bioluminescence resonance energy transfer,BRET)和化学发光共振能量转移(Chemiluminescence resonance energy transfer,CRET)。并分别对基于上述3种RET类型的生物传感器在食品安全检测中的应用研究进展进行了综述,同时对其应用前景和发展趋势进行了展望。     

分子印迹表面等离子共振传感器在食品安全检测中的最新研究进展

分子印迹聚合物具有空间结构选择性高、稳定性好和制备过程简单等特点,结合表面等离子共振传感器,可用于分子间相互作用和结合特性的研究。随着石墨烯、量子点等纳米材料的出现和广泛应用,基于分子印迹技术的表面等离子共振传感器的灵敏度获得了改善,促进了该技术在食品安全检测领域的快速发展。该文基于分子印迹技术简要介绍了表面等离子共振传感器芯片的制备技术、分析体系及其优点,重点分析了国内外将分子印迹-表面等离子共振传感器用于食品安全检测的最新研究成果,阐释了分子印迹-表面等离子共振技术的优势,并展望了该技术在食品安全分析领域的发展趋势。     

金纳米棒的光学性质研究进展

金纳米棒在紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)波段具有独特的可调节表面等离子体共振(SPR)光学特性,其良好的稳定性、低生物毒性、亮丽的色彩和在催化、信息存储、生物医学等领域广阔的应用前景受到相关研究领域的广泛关注.结合已有的研究基础,本文主要综述了金纳米棒光学性质的研究进展,包括表面等离子体共振、局域场增强效应、共振耦合效应及荧光特性,并对金纳米棒的应用做了展望.     

局域表面等离子体共振酶联免疫法的显色方法及检测应用

随着现场实时快速检测技术的需求和发展,贵金属纳米颗粒由于具有独特的局域表面等离子体共振(LSPR)光学性能和优点(高稳定性、易于合成、易于表面修饰等),在疾病诊断、食品安全、环境质量检测领域有着广泛的应用空间.局域表面等离子体共振效应使得贵金属纳米颗粒在可见光范围内展示出丰富的色彩变化,并且这种色彩变化很容易通过改变贵...     

Ce-MOF材料的合成及其在抗坏血酸检测中的应用

本文以对苯二甲酸(H₂BDC)和硝酸铈铵(Ce(NH₄)₂(NO₃)₆)为原料合成了具有UIO-66结构的铈基金属有机框架(Ce-MOF)材料。该Ce-MOF可模拟氧化酶活性催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化生成蓝色的氧化产物(oxTMB),同时在650 nm处出现特征吸收峰。抗坏血酸(AA)能够抑制生成oxTMB的氧化反应,从而使体系蓝色减弱,且650 nm处的吸光度随着AA的浓度增加而降低。实验结果显示,在优化后的pH条件下,显色体系在650 nm处的吸光度与AA浓度在0.01～0.6 mmol/L范围内呈现出良好的线性关系,检出限低至0.007 mmol/L,可用于AA的低成本、高灵敏和快速检测。     

基于金属有机框架的纳米酶及其在生物分析中的应用

纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料,在分析化学和疾病诊疗领域具有良好的发展潜力。金属有机框架（MOFs）材料是由金属节点和有机配体形成的多孔晶体材料,其结构与天然酶有一定的相似性。目前,研究者已经开发了多种基于MOFs的纳米酶,包括具有类过氧化物酶、类氧化酶、类超氧化物歧化酶和类水解酶活性的纳米酶等,并显示出广阔的应用前景。本文根据材料的结构特点,将基于MOFs的纳米酶分为原始MOFs、化学修饰MOFs、MOFs复合材料和MOFs衍生物4类,介绍了这4类纳米酶制备的基本原理与最新研究进展。在此基础上,根据比色传感、荧光传感和电化学传感等分析策略,综述了MOFs基纳米酶在生物分析方面的研究和应用进展,讨论了其在实际应用中所面临的挑战和未来的发展趋势。     

一种检测西维因农药残留的光纤式荧光光谱系统的研究

根据西维因农药能够受激发荧光的光谱特性，研制了一种光纤式西维因农药残留检测系统．该系统采用单光源、测量与参考双通道结构，具有抑制干扰能力．采用自己设计的筒式光纤探头激发并探测荧光，设计了相应的信号处理电路，实现了微机化管理．它不仅可以测量西维因农药残留量，而且通过改变仪器的有关参数后可以测量其他物质的含量．实验表明，在激发波长280nm、荧光波长340nm下，最小检测浓度为2．7μg／L，西维因浓度范围在2．7～120μg／L之间时系统具有较好线性关系(S／N=5)．该系统达到了荧光检测的指标．     

表面等离子共振-质谱法对相互作用的生物分子在10-15mol水平的微量鉴定

利用生物传感芯片质谱法(BIA/MS)对微球蛋白及其抗体的相互作用进行分析和鉴定.将微球蛋白抗体偶联到芯片上,让微球蛋白溶液流过芯片表面,然后使用“三明治”结构的微再生方法把结合的微球蛋白从芯片上洗脱下来,再对其进行酶解及质谱鉴定,在10-15mol水平得到了明确的结果.     

比色法在爆炸物检测中的研究进展

爆炸物杀伤力大、隐蔽性强,被广泛应用于军事战争,也是恐怖分子施暴方式的首选。基于保护人民生命和财产安全的迫切需求,爆炸物检测技术受到世界公共安全领域的高度重视。相比于其它分析方法,比色法因操作简便、抗干扰性强,不依赖分析设备的优势成为最适用于现场快速检测爆炸物的方法之一。该文主要综述了比色法在爆炸物探测领域的研究进展,包括对比色探针和比色阵列研究进展的总结与前景分析,并重点讨论了比色人工嗅觉系统及其在爆炸物检测中的应用,展望了其未来的发展趋势和应用前景。     

Optical interrogation of molecularly imprinted polymers and development of MIP sensors: a review

This article reviews the progress and developments achieved in the past five years (2000–2005) in the application of optical analytical techniques to the evaluation of molecularly imprinted polymer (MIP) characteristics. The MIP binding efficiency, recognition processes and selectivity have been intensively studied by optical means due to the general high sensitivity and simplicity of the utilisation of optical techniques. In addition, recent progress in the covalent linkage of MIPs to optical transducers has allowed for the realisation of highly efficient and robust optical MIP-based molecular recognition sensors. The review provides insight into the various approaches to the optical interrogation of MIPs, and is organised according to the type of optical technique employed (fluorescence, UV/Vis and infrared spectroscopy, surface plasmon resonance, chemiluminescence, refractive interference spectroscopy and Raman scattering) and the detailed strategies applied. The review also covers the recent progress achieved in the area of optical sensors based on MIPs.     

Optical sensing systems for microfluidic devices: a review

This review deals with the application of optical sensing systems for microfluidic devices. In the “off-chip approach” macro-scale optical infrastructure is coupled, while the “on-chip approach” comprises the integration of micro-optical functions into microfluidic devices. The current progress of the use of both optical sensing approaches in microfluidic devices, as well as its applications is described. In all cases, sensor size and shape profoundly affect the detection limits, due to analyte transport limitation, not to signal transduction limitation. The micro- or nanoscale sensors are limited to picomolar-order detection for practical time scales. The review concludes with an assessment of future directions of optical sensing systems for integrated microfluidic devices.     

银膜表面等离子体耦合辐射特性的仿真分析

表面等离子体耦合辐射(SPCE)是传统表面等离子体共振(SPR)的逆过程:当分子足够靠近金属薄膜表面时( < 200 nm),其受激辐射的能量可以耦合成SPR模式并定向辐射到棱镜中.由于具有场增强特性、高收集效率和优异的表面选择性, SPCE作为一种新的表面分析技术已经在荧光和拉曼光谱领域得到了有效的应用.本文采用光学互易定理简化传统SPCE的计算方法.通过计算,我们得到了SPCE一维和二维辐射功率密度分布,表面选择性,辐射角的波长色散特性,辐射角半峰宽与银膜厚度的关系.仿真结果与已报到的实验结果吻合良好,验证了该方法的有效性.     

免标记光学生物传感器研究进展

免标记光学生物传感器因分析样品无需标记、强特异性、动态测量、无损检测、分析速度快等诸多优点,在化学、药学及生物等诸多领域中得到了快速发展和广泛应用。本文重点介绍了当前发展成熟且具代表性的四种免标记光学生物传感器,即表面等离子体共振传感器、光波导光模光谱传感器、椭圆偏振光学传感器以及反射干涉传感器,对每种传感器的原理结构、方法发展及在生化分析等相关领域中的最新应用进行了总结和论述;在此基础上,对它们各自的性能进行了优劣比较;最后对免标记光学生物传感器的发展前景进行了展望。     

Optical DNA detection based on gold nanorods aggregation

Sequence-specific DNA detection is important in various biomedical applications such as gene expression profiling, disease diagnosis and treatment, drug discovery and forensic analysis. Herein, the localized surface plasmon resonance properties of unmodified gold nanorods (GNRs) in 1 mM cetyltrimethyl-ammonium bromide solution were used for sensing DNA sequences, with good simplicity and sensitivity. The intensity of typical plasmon resonance absorption bands of the GNRs decreased with increasing cDNA concentration. The detection of a 30-mer single-stranded oligonucleotide as a model reached a detection limit of about 0.1 pM. This study will be significant for as-prepared GNRs for future application in biological systems.     

A Luminescent Probe for Ratiometric Optical Detection of HgII and Turn‐On Fluorescent Sensing of CuII

Luminescent detection of heavy metals continues to be of growing importance considering their increasing inseparable roles in modern day lifestyle. To this end, we report a simple yet interesting thiourea derivative that results in detection of Cu^II in a turn‐on fashion via a chemodosimetric redox reaction leading to oxidative cyclization of the chemosensor molecule. Elaborate studies with regard to the sensing process have been performed along with the proposal of a plausible cyclization mechanism of the molecule. Furthermore, the probe optically detects Hg^II, yet another heavy metal of prime importance, discernable even to the naked eye. The occurrence of a coordination complex has been proved by UV/Visible spectroscopic experiments as well as ESI‐mass spectrometry.     

表面等离子体共振传感技术在高分子研究中的应用

介绍了表面等离子体共振 (SPR)的基本原理和SPR传感器技术的应用现状 ,综述了SPR传感器在高分子科学研究中的应用和发展前景。     

表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用及其应用

表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术是利用金属薄膜光学耦合产生的物理光学现象建立的一种非常灵敏的光学分析手段. 近年发展的电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance,EC-SPR）是将时间分辨表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用的一种新技术. 本文介绍了SPR和EC-SPR的基本原理,并重点阐述了时间分辨SPR光谱技术与电化学方法联用及应用,该技术已广泛地应用于反应动态过程研究、生物化学传感器、电极/溶液界面的表征、动力学常数的测定以及生物分子相互作用等领域.     

表面等离子体共振免疫传感器在蛋白质检测中的应用及其研究进展

表面等离子体共振(SPR)技术是20世纪90年代发展起来的一种新型技术,应用SPR原理可检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的相互作用情况,在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测及环境监测等领域具有广泛的应用需求.SPR技术可与免疫传感器结合,利用抗原抗体的特异性反应可用于各种蛋白质抗原的检测.本文重点总结了SPR免疫传感器在食品及医疗领域蛋白质检测的应用,综述了近年来SPR免疫传感技术在这该领域的研究热点及进展.