基于三金属Au@PdPt纳米颗粒修饰花状MnO_(2)纳米片的无标记电化学免疫传感器应用于NT-proBNP的高灵敏度检测

N-末端脑利钠肽前体(NT-proBNP)的灵敏检测是降低心力衰竭死亡率的重要先决条件。在这项研究中,开发了一种无标记电流免疫传感器来灵敏地检测NT-proBNP。它基于三金属Au@PdPt纳米颗粒修饰花状MnO_(2)纳米片的复合纳米材料。三金属Au@PdPt纳米颗粒提高了催化活性,花状MnO_(2)纳米片具有大的活性表面积能有效阻止Au@PdPt纳米颗粒聚集。因此,该纳米复合材料表现出较高的催化活性,增强的电子转移能力并有效地固定了抗体,从而放大了电流信号。基于上述优点,制备的免疫传感器表现出从1 pg·mL^(-1)到100 ng·mL^(-1)的宽浓度范围和0.76 pg·mL^(-1)的低检测限。此外,这种无标记免疫传感器具有高灵敏度、良好的选择性和长期稳定性,在生物测定分析中具有广阔的应用前景。

基于PB-MWCNTs-GNPs修饰的电化学免疫传感器检测流产布鲁氏菌

目的构建一种高性能的电化学免疫传感器用于检测流产布鲁氏菌。方法制备普鲁士蓝(prussian blue,PB)-多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes,MWCNTs)-纳米金粒子(gold nanoparticles,GNPs)纳米复合物,以流产布鲁氏菌作为待测样本,选择合适的抗体构建电化学免疫传感器,通过对传感器构建关键因素的考察确定最优条件,最后对传感器进行性能评价。结果明确传感器最优构建条件为:MWCNTs-PB混合比例为1∶5,材料干燥温度为37℃,缓冲体系最佳pH=7.5,抗体孵育时间为1 h,样本孵育时间为30 min;流产布鲁氏菌在10~1×10^(5) CFU/mL范围内呈良好的线性关系,传感器抗干扰能力、检测重复性与稳定性好,准确度高。结论基于PB-MWCNTs-GNPs纳米材料所修饰的用于检测流产布鲁氏菌的电化学免疫传感器构建简便,性能良好,可为布鲁氏病的临床早期诊断提供参考。

电化学发光免疫传感器及其在食品安全检测中的应用

近年来,多种新型的食品安全检测技术逐渐发展起来。其中,电化学发光免疫传感器凭借其简单、快捷、检出限低、特异性强等特点,被应用于检测转基因作物蛋白、抗生素、违规添加剂、生物毒素等多个领域。本文对电化学免疫传感器的发光体系、构建模式及其近几年在食品安全检测中的应用进行综述。

基于cMWCNTs/Cys无标记型电化学适配体传感器定量检测肌红蛋白

以适配体作为分子识别和结合敏感元件,功能化修饰电极为换能元件,构建无标记型电化学适配体传感器用于血清肌红蛋白定量检测。利用L-半胱氨酸(L-Cys)和羧基化多壁碳纳米管(cMWCNTs)氨基、羧基和巯基分别共价连接5’端修饰氨基适配体和金盘基础电极表面,获得Apt/cMWCNTs/Cys修饰功能化电极,明确其电化学性能。实验结果表明,Mb浓度在0.01~10 ng/mL范围内,电化学传感体系的差分脉冲峰电流值与Mb浓度对数呈现良好的线性关系,相关系数为0.993。cMWCNTs/Cys无标记型电化学适配体传感器具有良好的特异性,可实现血清Mb的定量检测,其检测限LOD为0.016 pg/mL,相对标准偏差RSD为2.09%~3.10%,回收率为94.26%~101.30%。

纳米复合材料修饰的电化学免疫传感器检测血清中肺癌标志物CYFRA21-1

构建基于纳米复合材料修饰的电化学免疫传感器,用以检测肺癌标志物细胞角蛋白19片段抗原21-1(CYFRA21-1)。选用有序介孔碳CMK-3与羧基化多壁碳纳米管(CMWCNTs)结合,提升电子传递速率,实现电化学信号放大,联合金纳米粒子(AuNPs)修饰玻碳电极制得电化学免疫传感器。AuNPs与CMK-3@CMWCNTs均匀复合,并可通过Au-S键与CYFRA21-1抗体结合,为抗体提供大量的生物结合位点,提高了该传感器的灵敏度,进而通过抗原-抗体特异性反应实现对血清中CYFRA21-1的检测。扫描电子显微镜表征显示,AuNPs颗粒嵌入CMK-3@CMWCNTs的表面和空隙中,循环伏安法(CV)曲线的变化趋势表明电化学免疫传感器灵敏有效。采用构建的电化学免疫传感器对血清中CYFRA21-1进行检测,线性范围为0.5~1×10~4 ng·L^(-1),检出限(3S/N)为0.2 ng·L^(-1),血清样品中CYFRA21-1的加标回收率为91.4%~102%,测定值的相对标准偏差(n=6)均小于7.0%。

电化学免疫传感器中纳米材料信号放大策略的研究进展

简单介绍了电化学免疫传感器的构成及原理,详细从导电性增强、信号分子富集、抗体增加、催化信号放大等4个方面进行纳米材料信号放大策略的综述。其中重点分析了各类纳米材料,包括石墨烯类纳米材料、金属纳米材料、多孔纳米材料、磁性纳米材料和金属化合物纳米材料的功能特性及信号放大原理。其次,总结了基于纳米材料信号放大策略的电化学免疫传感器对不同领域分析物的检测,提出了基于纳米材料的电化学免疫传感器目前面临的问题,并对其今后发展存在的机遇进行了展望(引用文献79篇)。

油菜素内酯原位检测电化学免疫传感器

[目的/意义]植物激素的调控对于作物生长至关重要。油菜素内酯作为一种重要的植物内源激素,在作物的生长发育、产量提高以及抗逆性增强等方面扮演着举足轻重的角色。传统的油菜素内酯检测方法不仅繁琐耗时,而且难以实现原位、快速检测。为了突破这一技术瓶颈,本研究提出了一种利用丝网印刷(Screen-printed electrode,SPE)电极构建的电化学免疫传感器,旨在实现对油菜素内酯的快速、准确检测。[方法]首先利用电化学工作站电沉积金纳米颗粒(AuNPs)将其固定在SPE电极表面,然后在电极上滴加氯化铜纳米线(CuCl2NWs),氯化铜纳米线不仅可以提高电极的导电性,其中Cu2+还可以作为传感器的氧化还原探针。最后选择Mxene和聚多巴胺纳米复合材料(Mxene@PDA)作为SPE电极的修饰材料,因为Mxene具有表面积大和导电性好的优点,可以进一步放大Cu2+的信号。但Mxene在空气中很容易被氧化而不稳定。聚多巴胺(Polydopamine,PDA)含有大量的邻苯二酚和氨基等基团,通过多巴胺自聚合后包覆在Mxene的表面,切断氧渗透的路径,使Mxene难以被氧化。Mxene@PDA还可以作为偶联剂在电极表面固定更多的抗体,提高整体的生物相容性。[结果和讨论]传感器具有较宽的线性检测范围:0.1μg/ml^(1) mg/ml,检出限低至0.015 pg/ml (S/N=3)。此外,通过SPE电极对小麦内源的油菜素内酯含量进行离体检测和后续的加标实验,计算出其回收率为98.13%-104.74%。在验证该传感器准确性的同时,也展示了其优越的稳定和灵敏性。与其他油菜素内酯的检测方法相比,本研究中开发的免疫传感器有更加出色的分析性能。除此之外,在对小麦叶片的油菜素内酯的原位检测中,传感器也表现出了极佳的实际应用潜力。[结论]本研究首次研制了用于原位检测油菜素内酯的电化学免疫传感器,不仅为原位检测植物叶片中的油菜素内酯提供了良好的电化学平台,同时在精准农业中具有巨大的应用潜力。

基于氨基化石墨烯-金@铂纳米粒子复合材料的无酶型电化学免疫传感器的构建及应用

报道了一种新型的甲胎蛋白检测用无酶型电化学免疫传感器。这种免疫传感器利用金@铂纳米粒子对过氧化氢的高催化性能和石墨烯的高导电性能,增加了电子转移能力和信号放大能力,摆脱了免疫检测中对酶的需要,从而使无酶检测成为可能。这种新型免疫传感器对甲胎蛋白的检测限为0.00003 pg/mL,线性范围为在0.0001~10 pg/mL。

基于PBP2a特异性识别的电化学免疫传感器检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌

目的构建一种高性能的电化学免疫传感器用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)检测。方法制备MWCNT-PDA-AuNPs纳米复合物修饰至金电极表面,将MRSA标志蛋白PBP2a的抗体连接于纳米复合物表面,用牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性位点,得到一种检测MRSA的电化学免疫传感器。通过对传感器构建过程关键因素的考察确定最优条件,考察其线性范围及检出限,最后对传感器性能进行评价。结果通过CV、EIS表征分析确定传感器的成功构建;明确最优构建条件为:MWCNT-PDA∶AuNPs混合比例为1∶2,材料干燥温度为37℃,抗体孵育时间为1 h,样本孵育时间为30 min;MRSA在20 CFU/ml~2.0×10^(7)CFU/ml范围内浓度对数值与DPV峰电流值呈良好的线性关系,回归方程为I(μA)=-6.72lgC+84.26(R^(2)=0.9878),检出限为1 CFU/ml;传感器不易被杂质蛋白干扰,其对低、中、高浓度MRSA重复测定结果RSD分别为4.18%、3.59%、4.38%(n=8),保存20 d内,传感器电信号不低于初始的92%;传感器对低、中、高浓度MRSA样本检测回收率与平板计数法基本一致。结论该电化学免疫传感器构建简便,检测迅速、准确,灵敏度高,具有良好的特异性、重复性和稳定性,可以作为MRSA临床检测的备选方法。

基于蛋白质-RuO_(2)纳米颗粒构建电化学免疫传感器超灵敏检测甲胎蛋白

本文采用蛋白质牛血清白蛋白(BSA)为模板,绿色合成稳定、生物相容性好的金属氧化物纳米材料(BSARuO_(2)),基于此构建了一种夹心型免疫传感器,实现甲胎蛋白(AFP)的超灵敏检测。

基于金标抗体的电化学免疫传感器检测米糠油中黄曲霉毒素B1

目的构建金标抗体免疫探针并基于该探针建立一种电化学免疫传感器用于米糠油中黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)的快速检测。方法首先在金电极(AuE)表面修饰抗原,加入制备好的金标抗体免疫探针和待测目标物,最后加入带有辣根过氧化物酶的二抗(IgG-HRP)。当目标物AFB_(1)存在时,AFB_(1)与抗原竞争结合金标抗体,使金电极表面结合的IgG-HRP减少,进而导致HRP催化过氧化氢将溶液中对苯二酚氧化成苯醌的电流信号下降,间接检测AFB1。采用GB 5009.22—2016《食品安全国家标准食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》对样品进行前处理,并优化了抗原用量、AuNP孵育时间等参数。结果该免疫传感器在抗原包被量和金标抗体用量为3μL且金标抗体与AFB1孵育80 min条件下具有最佳性能。该法线性范围为0.02~80.00 ng/mL,检出限为0.027 ng/mL。将该传感器应用于米糠油中AFB1检测,回收率在88.7%~108.0%。结论该传感器具有良好的特异性、重现性和稳定性,可用于米糠油中AFB1的快速检测。

基于丝网印刷电极和重氮官能化的赭曲霉素A电化学免疫传感检测方法的建立与应用

该文将赭曲霉素A(ochratoxin A,OTA)抗体和重氮盐接枝在电极表面,构建一种用于OTA快速检测的电化学免疫传感器。通过电沉积的方法将重氮盐修饰于丝网印刷碳电极(screen-printed carbon electrodes,SPCE),接枝的重氮膜作为底层,使羧基官能团暴露在电极表面。然后使用碳二亚胺对羧基进行活化,用交联的方式使抗体和羧基进行酰胺键合从而实现抗体的固定化。利用循环伏安(cyclic voltammetry,CV)法和电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)表征电化学免疫传感器的特性。结果表明,在最佳工作条件下,所开发的电化学免疫传感器的线性检测范围为20~200 ng/mL(R2=0.9970),检测限为0.5 ng/mL,在检测加标样品中OTA方面表现出优异的电化学性能,适用于食品中OTA的检测。此外,在干扰物存在的情况下,该传感器对OTA具有高度选择性,且贮存14 d稳定性仍较好。该电化学免疫传感器易于构建、灵敏、快速且稳定,对实际样品中OTA的检测限低,分析时间短和成本低。

基于新型六方相硫化镉纳米材料的光电化学免疫传感器及前列腺特异性抗原灵敏检测

以新型纳米材料六方相硫化镉(CdS)为光电极,利用空间位阻效应,构建了一种灵敏检测前列腺特异性抗原(PSA)的无标记型光电化学(PEC)免疫传感器。当目标物PSA存在时,修饰在光电极上的抗体特异性识别PSA形成免疫复合物,电极界面空间位阻的增加导致光电流响应的降低。光电极良好的光电性能结合免疫反应的高特异性,使得该免疫传感器具有良好的分析性能。在优化实验条件下,该方法对PSA的检出限为5.0×10^(-13)g/mL,线性范围在1.0×10^(-12)~1.0×10^(-7)g/mL。将该方法应用于人血清中PSA的检测,加标回收率为90.0%~112.0%,相对标准偏差(RSDs)不大于5.0%,结果与信阳市中心医院提供的参考结果基本一致。

基于还原型半抗体构建新型冠状病毒检测的电化学免疫传感器

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)抗原快速检测作为基于核酸的分子生物学检测方法的有益补充,有效提高了SARS-CoV-2筛查的效率。本研究以丝网印刷碳电极为基础电极,纳米金沉积电极表面,SARS-CoV-2核衣壳蛋白包被半抗体通过Au-S自组装功能化电极,SARS-CoV-2核衣壳蛋白检测半抗体和辣根过氧化双标记纳米金作为放大元。循环伏安法和阻抗谱法表征电极逐步修饰过程,建立SARS-CoV-2电化学免疫检测方法:检测范围0.05~50 pg/mL,最低检测限为9.04 fg/mL,与全抗体建立的检测方法相比,检测限降低了10倍。批内和批间差异系数均小于9.3%,另外在血清样本中的加标回收率可达86%~109.4%。以上结果表明所构建的电化学免疫分析方法对COVID-19诊断具有重要意义。

基于氧化石墨烯电化学免疫传感器的侵入性酿酒酵母感染疾病的检测

以氧化石墨烯(GO)和金纳米粒子(AuNP)复合材料电沉积的氧化铟锡(ITO)导电玻璃为基底,以3-巯基丙酸(3-MPA)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为链接基团,固定了酿酒酵母抗体,构建了一种基于GO电化学免疫传感器,实现了血液中酿酒酵母细胞的精确快速检测。该方法以循环伏安法(CV)作为检测手段,以[Fe(CN)6]^(-3)作为电化学反应的探针。结果表明,在酿酒酵母细胞数为6.35×10^(8)~6.35×10^(4)/mL范围内,氧化峰电流与酿酒酵母细胞数的对数表现出良好的线性关系,且检测极限为3.035×10^(3)/mL。进一步通过利用含红细胞的酿酒酵母样本验证了该免疫传感器的特异性。该检测方法操作简单、成本低、灵敏度高、特异性好,有望实现侵入性酿酒酵母感染疾病的早期预防和及时诊断。

基于褐藻酸钠纳-米金复合物作非酶标记的新型电化学免疫传感器的研制

比较了用三碘甲状腺氨酸抗体(T3抗体)、褐藻酸钠(AS)标记T3抗体及褐藻酸钠 纳米金复合物(ASN)标记的T3抗体,在通过免疫反应结合到免疫电极表面后,引起的电极表面微环境发生改变的程度;用Fe(CN)3-/4-6为电化学探针,用循环伏安法获取金电极表面微环境改变的电流信息来检测T3抗体,检测的线性范围为100～1600ng·ml-1,检出限为45ng·ml-1。

免标记自增强电化学发光免疫传感器超灵敏检测河豚毒素

以Nafion固定钌联吡啶Au纳米颗粒(Ru(bpy)2+3-Au NPs)于玻碳电极(GCE),借助Au—N共价键固定河豚毒素抗体(anti-TTX),通过抗原抗体的特异性结合构建了超灵敏检测河豚毒素(TTX)的免标记自增强电化学发光(ECL)免疫传感器。当目标物TTX被特异性捕获到修饰电极表面后,可以作为Ru(bpy)2+3的共反应物增强ECL信号。与共反应物存在于溶液中或标记于二抗上相比,其优点在于发光体和共反应物之间的电子转移距离更短,可有效改善电化学发光效率,降低实验成本。最佳条件下,TTX质量浓度在0.01~1 000μg·L-1范围内与ECL信号呈良好的线性关系,检出限(LOD)为0.01μg·L-1。此免标记自增强型ECL免疫传感器显示出优异的稳定性、重现性和灵敏度,对实际样品中TTX的回收率为98.0%~104.0%,表明其具有较好的实用价值。

基于CdS量子点-CNTs复合物的无标记电化学发光免疫传感器

由于尺寸效应的影响，半导体纳米晶体（NCs，又称量子点QDs）具有优良的电学、光学、磁学和电化学性质。半导体纳米晶体因其独特的荧光特性而广泛应用于发光装置与生物标记领域。半导体纳米晶的荧光特性通常通过光致发光（PL）、电致化学发光（ECL）、阴极发光等进行研究。电致化学发光在半导体纳米晶的基础研究和分析应用中是一种非常有用的技术。

基于金-铂纳米颗粒修饰的碳纳米管构建免标记电化学免疫传感器用于CEA检测

本文将金-铂双金属纳米颗粒(Au-PtNPs)沉积在羧基化的单壁碳纳米管表面作为基底材料,用以固载癌胚抗原抗体(anti-CEA)。利用anti-CEA与癌胚抗原(CEA)间的特异性识别作用将CEA固载于电极表面,用于降低Au-PtNPs对底物对苯二酚的催化作用,以改变电化学响应信号。通过对比CEA作用前后的电化学信号变化强弱可实现CEA的定量检测。研究发现,在最优实验条件下,CEA的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系。在0.05~80ng·mL^-1范围内其检测限为5 pg·mL^-1。该免疫传感器不仅展现出良好的选择性、重现性和稳定性,同时能成功用于人体血清样本的分析检测,其结果与酶联免疫方法(ELISA)检测结果相吻合。

转基因蛋白Cry1AC的非标记阻抗型电化学免疫传感器的构建

Cry1Ac蛋白作为一种重要的生物杀虫剂,在转基因作物中应用广泛,对转基因作物及其产品中Cry1Ac蛋白的含量进行监测,是保障食品安全及消费者知情权的重要手段。本研究在获得抗Cry1Ac蛋白单克隆抗体的基础上,以其为核心识别元件,构建非标记阻抗型电化学免疫传感器,结果显示,本研究建立的Cry1Ac阻抗性电化学免疫传感器的线性范围为0.98~125ng·mL-1,最低检测限为0.80ng·mL-1,样品加标回收率为80%~110%,并与其它蛋白无交叉反应,为转基因作物及其产品中Cry1Ac蛋白的快速检测提供了一种新的方法。