基于电化学寡核苷酸传感器的痕量汞离子检测

水环境中的重金属汞污染日益严重,对生态环境和人类健康造成了不容忽视的威胁。因此,现场监测痕量汞离子具有极其重要的意义。构建了一种基于胸腺嘧啶-Hg^2+-胸腺嘧啶(T-Hg^2+-T)特异性配位结构的无标记型电化学寡核苷酸传感器,用于检测痕量Hg^2+。将末端修饰巯基的富T寡核苷酸链(Oligo)自组装到金电极表面,当存在Hg^2+时,Oligo探针将捕获Hg^2+而发生构象变化,形成"发卡型"结构。利用电化学阻抗谱对金电极表面自组装膜的构象变化进行表征,发现电子转移阻抗RCT随Hg^2+浓度的升高而减小,建立两者间的线性关系,从而实现对Hg^2+的定量检测。本传感器在0.5 nmol/L^500 nmol/L范围内具有良好线性关系,检出限为0.2 nmol/L,特异性实验表明该传感器对Hg^2+选择性极好。该传感器为水环境中痕量汞离子的准确、定量检测提供了一种有效的手段。

基于鼠精细胞的味觉阻抗传感器用于苦味物质检测的研究

本文设计了一种基于雄鼠精细胞的细胞阻抗传感器用于苦味物质的特异性检测。雄鼠精细胞内含有大量T2Rs受体(G蛋白偶联受体)可以对苦味物质产生特异性响应,苦味受体被苦味物质激活后产生的响应会引起细胞形态骨架的变化,从而可以被细胞阻抗传感器检测。本文探索了实验的最佳细胞密度,检测了苯硫脲和奎宁两种常见的苦味物质的响应,苯硫脲检测范围为10μmol/L^200μmol/L,检出限为4μmol/L;奎宁检测范围为62.5μmol/L^1 000μmol/L,检出限为40μmol/L。传感器阻抗值增量与苦味物质浓度呈一定的线性相关性。此外,论文对该味觉传感器的特异性进行了测试分析,表明了基于细胞传感器的检测方法为代替动物和人的苦味测试提供了一种可能的新的手段。

基于智能电子鼻的冰箱冷藏食品新鲜度原位检测技术

为了满足人们对冰箱内食品新鲜度、营养以及安全食品的需求,通过智能电子鼻来检测冰箱冷藏室(4℃)内存储的食品新鲜程度。用于食品检测的电子鼻系统主要由气体传感器阵列和食品新鲜度识别算法组成,可以记录食物不同新鲜度的气味特征。传感器阵列由金属氧化物半导体传感器构成,可以实时记录冰箱中食品的气味变化。同时采用模式识别算法对食品新鲜程度作出新鲜、次新鲜和腐败的区分。针对冰箱中存储的肉类、蔬菜和水果,进行了多种食品实验测试。实验结果表明,开发的电子鼻系统对冰箱内的食品新鲜度变化具有良好的灵敏度。因此,采用电子鼻获取食品的气味变化是一种无损、低成本的检测手段,该技术可以做到实时检测冰箱中食品的新鲜度。

基于EDTA蚀刻的CdTe/CdS量子点荧光探针检测水环境中痕量镉离子

设计了一种基于乙二胺四乙酸(EDTA)蚀刻的“关-开”模式的CdTe/CdS核壳量子点(QDs)的荧光传感器,具有高灵敏,高选择性,快速检测水环境中痕量Cd^2+的优点。EDTA通过在CdTe/CdS QDs表面进行化学蚀刻,使CdTe/CdS QDs表面的Cd 2+流失而和EDTA络合,在QDs表面形成空穴,得到特定的Cd^2+识别位点,从而导致荧光猝灭。Cd^2+的引入可以选择性的识别这些位点,使得EDTA-QDs体系的荧光恢复。在优化的工作条件下,该荧光传感器的线性响应范围为10μg/L^300μg/L和300μg/L^1 000μg/L,实现了Cd^2+在较大范围的测定要求,线性相关系数分别为0.997、0.985,检出限为0.22μg/L(0.002μmol/L)。达到了国家二类水质标准(GB/T 14848-93)对Cd^2+的检出限要求。此外,该荧光传感器对其他干扰离子的选择性优于1%,在实际水样检测中具有良好的实用性。

水环境重金属铜离子光学检测仪器的设计

针对水质污染中的重金属污染设计了一种自动化检测仪器,能够特异性检测水环境中重金属铜离子。仪器采用光学方法进行检测,具有检测速度快,操作简单,重复性好等优点。仪器能够自动控制水路实现了溶液进样自动化,同时设计了水路闭环检测模块,实现了精确进样以及故障检测。仪器能够自动调节激光器光强适应于不同浓度样品的检测。实际检测结果表明本仪器检出限达到0.006 mg/L,在0.1 mg/L到2.00 mg/L具有良好的线性度,检测准确度小于6.4%,精密度小于4.52%。

呼出气体冷凝物中肺癌标志物采集装置的改进和优化设计

为提高呼出气体冷凝物(EBC)中肺癌标志物的准确采集,设计一种新型的EBC采集装置,为提高EBC中肺癌标志物的准确分析,我们研究最佳采集温度、最佳采集时间等采集装置的优化工作参数。针对EBC中的肺癌标志物癌胚抗原(CEA),使用设计的装置与国外的EBC采集装置Ecoscreen进行对比分析,实验结果表明,在同样条件下我们的装置采集量多于Ecoscreen、CEA浓度明显高于Ecoscreen,说明该装置更适合采集EBC中的CEA。使用该装置采集了65例肺癌患者与56例健康受试者EBC,发现肺癌患者EBC中CEA浓度明显高于健康受试者,通过受试者工作特征曲线(ROC curve)获得EBC中CEA阳性阈值为2.55 ng/mL,此时敏感性为49.2%,特异性为83.9%。结果表明,本研究设计的新型呼出气体冷凝物采集装置能够很好地采集到肺癌病人EBC中的CEA,具有更高的灵敏度和特异性。