压电生物传感器及其研究进展

生物传感器的研究是近年来生物化学、分子生物学、传感器技术等领域的研究热点。本文简要介绍了压电生物传感器(PEBS)的基本原理、组成和分类,重点对近年来国内外PEBS方面的研究进展、生物识别元件的固定化技术和PEBS的发展趋势进行了综述。

荧光金纳米簇的合成及用于乳制品中三聚氰胺的检测

本文采用水热法,以胆酸钠为稳定剂与还原剂合成金纳米簇(AuNCs)。利用透射电镜、红外光谱和荧光光谱等对AuNCs的结构和性能进行了表征。该AuNCs具有较强的蓝色荧光和良好水分散性。三聚氰胺与AuNCs作用后使其荧光增强,由此建立了一种测定三聚氰胺的荧光分析新方法。实验结果显示,AuNCs荧光强度的变化值与三聚氰胺浓度的对数呈良好的线性关系,线性方程为[(F-F0)/F0]=2.0220+0.0187logc,相关系数为0.9925,检测限为2.30×10-9 mol/L。该方法具有操作简单和灵敏度高等特点,可用于市售牛奶中痕量三聚氰胺的测定。

两种DNA分子同时检测的逻辑门及半加器的构建

本研究利用滴涂法和电沉积法构建了氧化石墨烯/金纳米粒子复合膜修饰电极(GCE/GO/AuNPs),基于目标DNA和探针结合前后探针在电极表面构型的变化导致电化学信号变化,实现对大肠杆菌(E.coli)DNA和沙门氏菌(Sal)DNA的智能识别。以目标物为输入信号,分别以Σ|ΔI|和|ΔIMB/ΔIFc|为输出,构建了"AND"型和"XOR"型DNA分子逻辑门,提出了一种新型的可用于逻辑运算的半加器模型。采用方波伏安法(SWV)检测两种标记探针电流变化值Σ|ΔI|,其与E.coli DNA和Sal DNA浓度的对数值在1.0×10^(-13)~1.0×10^(-8) mol·L^(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限(S/N=3)分别为3.2×10^(-14) mol·L^(-1)和1.7×10^(-14) mol·L^(-1)。

压电生物传感器及其信号放大技术

压电生物传感器是结合了压电效应的高灵敏性和生化反应的高特异性的一种生物传感器,在生物技术、临床诊断、环境监测、食品卫生等领域具有广泛的应用前景。该文介绍了压电生物传感器的基本原理、分类及应用领域,同时重点对基于电极表面修饰技术、纳米材料、酶催化等压电生物传感器的信号放大技术做了较为系统全面的综述。

微波-纤维素酶法提取枸杞多糖的工艺研究

枸杞为常用的中药材,其多糖含量高。枸杞多糖在保健、医疗方面应用广泛,目前已有不少枸杞多糖提取方法的研究,但尚无微波-纤维素酶法提取枸杞多糖的研究。为了更好地提取枸杞多糖,满足日益增长的需求,进行了相关研究。最佳工艺条件为:微波功率450 W,微波处理时间6 min,物料为80目,液料比25∶1(mL/g),纤维素酶用量1.5%,酶解温度50℃,酶解时间60 min,酶解体系pH值4.8,在此工艺条件下,枸杞多糖得率为13.2%。

流动注射分析技术及其在食品分析中的应用

对十年期间流动注射分析 (FlowInjectionAnalysis,FIA)技术在食品分析领域所取得的进展进行了综述 ,内容包括 :FIA的基本原理、存在的问题。

煎炸胡麻油分子光谱分析研究

为保证煎炸食品的安全,探索煎炸食用油变化的规律,该实验利用三维荧光结合紫外-可见吸收光谱研究了胡麻油不同煎炸时间的物理化学性质的变化。结果表明,胡麻油在煎炸的前2 h内,其物理化学性质没有明显的变化,但是当连续使用超过6 h以后,其荧光光谱与紫外吸收光谱都有较大变化,说明胡麻油在连续煎炸6 h后,其物理化学性质变化最为明显,有害有毒物质急剧增多。

胡芦巴子叶中油脂的制备工艺及GC-MS分析

研究胡芦巴油脂的提取工艺及脂肪酸的组成成分.以胡芦巴子叶为原料,采用超临界 CO2萃取法提取,经皂化、甲酯化后,用 GC-MS 进行分析测定.结果表明,当粉碎度为60-80目,提取时间为3 h,提取釜压力为30 MPa,CO2的体积流量为20 L/h时,胡芦巴子叶中油脂的提取率为10.30%.面积归一法计算表明,脂肪酸组成以亚麻酸、亚油酸、硬脂酸及棕榈酸为主,占油脂总量的92.56%,其中亚麻酸等不饱和脂肪酸占总量的55.43%,香味成分γ-十一内酯及γ-十二内酯的质量分数为3.89%.对于胡芦巴油脂的综合利用开发提供了有价值的参考.

吡啶基三唑钴(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构、热稳定性及其热催化性能研究

以3-(2-吡啶基)-5-(4-吡啶基)-1-H-1,2,4-三唑(2,4′-Hbpt)和均苯三酸(H_3btc)为共配体,在水热条件下合成了一例金属钴(III)配合物:[Co(2,4′-bpt)_3]·H_3btc(A),通过单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱和热重分析对其组成、结构和热稳定性进行了表征.结果表明,化合物A属于正交晶系,Pbca空间群,三个2,4′-Hbpt配体失去质子后以耦合配位模式与钴(III)离子结合形成单核结构单元,游离的均苯三酸以π…π堆积和氢键作用将单核单元连接起来,形成了化合物的三维超分子结构.DSC量热分析表明,配合物A作为添加剂对高氯酸铵(AP)的热分解行为显示出良好的催化作用.

白血病细胞酶联免疫酶催化银沉积于插指电极阵列电化学免疫分析新方法

建立了一种检测白血病细胞表面抗原的细胞酶联免疫电化学分析新方法.该方法兼有细胞酶联免疫分析抗原、抗体结合的特异性和插指电极阵列酶催化银沉积电化学分析的灵敏性.在聚苯乙烯微孔板中包被白血病细胞,先后加入鼠抗人抗体及碱性磷酸酶(ALP)标记的马抗鼠抗体,ALP催化抗坏血酸磷酸酯(AAP)水解成抗坏血酸(AA),AA使银离子还原成银单质并沉积到插指电极阵列表面,导致插指电极阵列上相邻两个梳齿导通.通过对电导率的测定,可实现对细胞表面抗原的高灵敏分析.此分析方法灵敏度高(可检测出50个左右的HL-60细胞)、特异性好,且可用于大量样品的分析,为白血病等肿瘤疾病的早期诊断和免疫分型提供了新技术.此外,该方法也可用于细胞表面分子基因工程抗体活性的检测.

电沉积钴纳米线阵列耐腐蚀性能研究

采用控电位方法在阳极氧化铝模板中沉积了l为20μm、d为80nm的钴纳米线阵列并考察其耐腐蚀性能。实验结果表明,Co纳米线阵列的晶型为密排六方(hcp)结构。阳极极化曲线与交流阻抗谱图显示,Co纳米线阵列电极随维生素C与尿酸溶液质量浓度增大,耐蚀性仅有小幅度降低,说明此种电极在较高质量浓度维生素C与尿酸溶液中能够长时间正常工作,是理想的生物传感器电极。

一种新的纳米金半网状膜的酶生物电化学传感器

以纳米金为载体,己二硫醇(HDT)为交联剂,构建了一种半网状酶标纳米金,有效地增大了酶的固定量.以此半网状酶标纳米金修饰电极构建敏感界面,用于计时电流法检测H2O2,并与无交联剂酶标纳米金构建的传感器进行比较.结果表明,半网状酶标纳米金构建的界面稳定性好,电流响应灵敏度高,能对低浓度H2O2进行准确检测,检出限达0.08μmol/L.分别用UV-Vis光谱和透射电镜对半网状酶标纳米金进行了表征.同时用电化学阻抗、石英晶体微天平及循环伏安法对此半网状修饰膜构建的界面进行了研究.

基于四氧化三钴-多壁碳纳米管纳米复合材料修饰阳极的苯酚/氧气燃料电池的构建

采用溶剂热法合成了四氧化三钴(Co 3O 4)纳米粒子,将其与酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过超声辅助法制备出Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料,然后将纳米复合物修饰在玻碳电极上,制备苯酚/O 2燃料电池的阳极(Co 3O 4-MWCNTs/GCE)。采用扫描电镜、透射电镜及X-射线粉末衍射等方法对所得材料的形貌进行了表征,研究了苯酚在不同电极(GCE、MWCNTs/GCE、Co 3O 4/GCE及Co 3O 4-MWCNTs/GCE)上的循环伏安响应特性,考察了Co 3O 4-MWCNTs修饰电极在不同扫速(20~120 mV/s)和不同浓度(60~300 mg/L)苯酚溶液中电化学响应信号的变化。电化学测试结果表明,与单一的Co 3O 4或者MWCNTs相比,Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料对苯酚电催化氧化性能更好。采用循环伏安法电沉积铂膜为阴极氧还原催化剂,循环沉积30圈后得到铂膜修饰的玻碳电极(Pt/GCE)。以Co 3O 4-MWCNTs/GCE为阳极,Pt/GCE为阴极,构建了苯酚/O 2燃料电池,当苯酚浓度为500 mg/L时,此燃料电池的开路电位(OCP)为0.44 V,在0.35 V下测得最大功率密度(P max)为0.27 mW/cm 2。

以太西煤为碳源合成碳量子点用于铁离子检测的研究

以太西煤为碳源,采用硝酸氧化法辅助水热合成了具有绿色荧光的碳量子点(CDs)。该量子点具有良好的稳定性和水分散性,平均尺寸为3.64 nm。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪等对碳量子点的结构和光学性能进行表征。基于荧光猝灭原理,在最优检测条件下,Fe3+在0.6×10-6~2.5×10-6mol/L及3.0×10-6~21.0×10-6mol/L浓度范围内与CDs的荧光猝灭效率呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为6.7×10-7mol/L。

Au Nanowires-MWCNTs修饰电极对葡萄糖的催化氧化

通过油胺(Oleylamine)还原法制备了金纳米线(Au nanowires),将其与酸化处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过层层组装制备了Au nanowires-MWCNTs复合结构修饰的玻碳电极(Au nanowires-MWCNTs/GCE).电化学研究结果表明,与单纯Au nanowires或MWCNTs修饰电极相比,Au nanowires-MWCNTs/GCE对葡萄糖表现出更优良的电催化性能.以Au nanowires-MWCNTs/GCE为阳极,电沉积Pt膜电极(Pt/GCE)为阴极,构建了葡萄糖/O2燃料电池.测试结果表明,构建的燃料电池的开路电位(OCP)为0.57 V,在0.44 V下最大功率密度(Pmax)为0.28 m W/cm2.

基于L-半胱氨酸功能化的MoS_2荧光量子点检测Hg^(2+)

本文采用水热法,以Na_2MoO_4为钼源,L-半胱氨酸作为硫源及稳定剂,合成荧光二硫化钼量子点(MoS2QDs),利用紫外-可见光谱、荧光光谱和红外光谱对量子点的结构和性能进行了表征。所合成MoS2QDs呈现较强蓝色荧光的性能,并具有较好的分散性。MoS_2QDs作为探针与Hg^(2+)作用后产生荧光猝灭现象,由此建立了一种测定Hg^(2+)的荧光分析新方法。该方法对Hg^(2+)测定的线性范围是5.0×10-7~2.0×10-4 mol/L,检测限为2.3×10-7 mol/L,相关系数为0.998。该方法具有操作简单、灵敏度高和选择性好等特点,可用于自来水水样中痕量Hg^(2+)的测定。

β-Mo_2C纳米管用于葡萄糖催化氧化及燃料电池的构建

采用水热法合成棒状MoO_3纳米材料作为合成β-Mo_2C纳米管的前驱体,然后通过辅助超声搅拌溶剂热法合成Mo-多巴胺复合物,最后通过程序升温处理得到β-Mo_2C纳米管材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术对材料进行表征,并利用循环伏安法(CV)、方波脉冲伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学方法研究了该材料对葡萄糖的催化氧化性能.实验结果表明,β-Mo_2C纳米管修饰电极阻抗小,传导电子的速率快,对葡萄糖的氧化具有很好的催化效果.利用β-Mo_2C纳米管构建的葡萄糖/O_2燃料电池的开路电位(OCP)为0.47 V,该燃料电池的最大电流密度3.0 mA·cm^(-2)、功率密度0.70 mW·cm^(-2).

基于生物条形码信号放大的电化学方法检测hIgG

通过抗原抗体的特异性识别作用以及生物条形码的信号放大作用,构建了一种新的电化学免疫传感器,用以检测人免疫球蛋白(hIgG)。将抗体Ab1修饰到金电极上,加入抗原(hIgG),经过抗原抗体的免疫反应再将已制备好的纳米金标记抗体Ab2和生物条形码(Ab2-AuNPs-B)修饰到该免疫传感器上,通过观察电化学阻抗的变化来监控免疫传感器的构建过程。利用生物条形码的信号放大作用,通过循环伏安法和差示脉冲伏安法对hIgG的含量进行定量检测,其检出限达到0.4×10-5mg/L。

生物燃料电池及其研究进展介绍

生物燃料电池(Biofuel Cell,BFC),是利用酶、微生物或纳米材料为催化剂,将燃料的化学能转化为电能的一类装置。当今,面对全球能源危机和生态恶化的挑战,生物燃料电池被认为是具有发展潜力的新一代能源产品。在过去的十几年里BFC受到学术界的广泛关注。文章将从BFC的原理、分类、以及近几年的研究进展方面进行概述。

基于分子逻辑门的DNA检测技术

DNA有精确的分子识别能力以及强大的信号存储能力。利用DNA分子的生物学特性来构建分子级别的逻辑门并实现逻辑运算是近年来计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域,引起了相关研究者的高度关注。该文介绍了近年来利用DNA分子的结构特性、碱基配对原则、DNAzyme以及核酸适配体等特殊结构或者性质来构建DNA分子逻辑门的研究进展。