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。

基于碳纳米管的脂质体电化学发光免疫传感器检测人免疫球蛋白G

将人免疫球蛋白G(hIgG)抗体固定在多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面,制备了一种电化学发光(ECL)免疫传感器。以hIgG抗体标记的联吡啶钌脂质体为标记物,采用三明治型检测方式,成功建立了hIgG的ECL免疫检测技术。电化学发光强度与hIgG的浓度在0.01～0.8μg/L范围内呈良好的线性关系;线性回归方程为y=618.7x(μg/L)-23.9(n=6,r=0.995);检出限为0.004μg/L。用于人血清中hIgG的检测,结果令人满意。

电化学发光免疫传感器检测甲磺隆的研究

An electrochemiluminescence(ECL) biosensor based on solid phase antigen competitive immunoreactions was constructed to determine methsulfuron methyl using Ru(bpy) 2+ 3 as labeling reagent. The coating hapten was bound to the surface of microparticles through avitin biotin reaction. An electrochemical flow cell containing working electrodes and counter electrodes for initiation of the ECL reaction was constructed. Results showed that the detection limit for methsulfuron methyl was 0.1 ng/mL. [WT5HZ]

基于噬菌体展示抗体的电化学发光免疫传感器检测相思子毒素研究

以多克隆抗体包被磁性微球制备捕获探针,以表面负载大量三联吡啶钌标记物的噬菌体展示抗体为发光探针有效放大信号,成功建立了相思子毒素电化学发光免疫传感检测方法。利用本方法检测相思子毒素,浓度在0.005～100μg/L范围内与电化学发光强度呈良好的对数线性关系,拟合方程为lgY=0.701lgX+1.767(R=0.9964,N=7,p<0.0001),检测限达0.005μg/L(S/N=3)。与采用单克隆抗体制备标记探针相比,检测灵敏度提高20倍,可用于相思子毒素的痕量检测。

基于纳米材料的电化学发光免疫传感器

电化学发光传感器是人们研究比较活跃的一个领域,本文就近5年基于纳米颗粒、碳纳米管、量子点等纳米材料构建的电化学发光免疫传感器新技术做一综述。纳米颗粒、碳纳米管的高比表面积、生物相容性及高导电活性,不仅可以降低电化学发光的初始电位,还能加快电极与免疫材料间的电子传递并增强电化学发光强度,提高电化学发光检测的灵敏度及稳定性,已经广泛用于化学及生物化学分析。另外,量子点独特的光学性质,与碳纳米管、纳米颗粒等材料组成的纳米混合物,为开发新型电化学发光免疫传感器提供了一种新思路。

电化学发光免疫传感器检测相思子毒素研究

以磁性微球固定相思子毒素多抗制备捕获探针,以三联吡啶钌标记相思子毒素单抗作为发光探针,两者与相思子毒素发生特异性免疫反应形成夹心复合物,成功建立了相思子毒素的电化学发光免疫传感检测方法。利用此方法检测相思子毒素,浓度在0.1～1000μg/L范围内与电化学发光强度呈良好的对数线性关系,拟合方程为lg Y=0.763 lg X+0.562(R=0.9903,N=7,P<0.0001),检出限为0.1μg/L。

脂质体电化学发光免疫传感器用于人IgG的检测

实验构建了一种检测人免疫球蛋白G(人IgG)的竞争型免疫传感器.采用层层组装的方法将IgG抗体固定在金纳米粒子修饰的金电极表面,基于待测IgG与IgG抗原标记的、内部包裹Ru(bpy)23+的脂质体之间的竞争,实现对人IgG的检测.结果表明,电化学发光强度与人IgG的浓度在0.1-3 ng/mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为y=803.1-206.2x(ng/mL)(n=6,R=0.99),检出限为0.05 ng/mL.对人血清中IgG检测,结果令人满意.

电化学发光免疫传感器研究进展

电致化学发光在免疫分析、酶分析和适配体传感器等方面有广泛的应用。许多电化学发光体系如光泽精、联吡啶钌、鲁米诺和量子点等纷纷应用于生物传感器构建。该综述按照发光体系分类,就各发光体系在免疫传感器中的应用进行了简要介绍,并初步展望了今后几年电致化学发光免疫传感器的研究趋势。

基于Ru@SiO_2的微囊藻毒素电化学发光免疫传感器研究

本研究在玻碳电极（GCE）表面电沉积金纳米粒子（Au NPs）,通过化学吸附将微囊藻毒素-（亮氨酸-精氨酸）（MC-LR）的单克隆抗体（anti-MC-LR）固定在电沉积了Au NPs的玻碳电极表面,以牛血清白蛋白（BSA）封闭非特异性吸附位点,制得免疫电极anti-MC-LR/Au NPs/GCE。采用微乳化法制备了掺杂三（2,2＇-联二吡啶）钌（Ⅱ）配合物离子（Ru（bpy）2＋3）的二氧化硅纳米粒子（Ru@SiO2）,利用透射电镜和扫描电镜对所制备的纳米粒子进行表征。3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）进一步与Ru@SiO2反应,制得氨基功能化的Ru@SiO2,通过1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化辣根过氧化物酶标记的MC-LR（HRP-MC-LR）,并使其与氨基功能化的Ru@SiO2偶联,制得MC-LR-Ru@SiO2。采用直接竞争模式,在标记物MC-LR-Ru@SiO2存在下,以三丙胺作为共反应物,利用电化学发光法（ECL）测定溶液中的微囊藻毒素,免疫反应完成后,电化学发光强度（I）随着MC-LR浓度的增大而减小,且在0.100~100μg/L范围内,电化学发光强度差值（ΔI）与游离的MC-LR浓度的对数呈良好线性关系,检出限为0.007μg/L。对实际水样进行了加标回收实验,回收率为95.5%~105%。

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。

猪流行性腹泻病毒电化学发光免疫传感器研制

采用沉淀法制备硫化镉纳米晶体,并与氨水混合加热制备纳米硫化镉-氨水复合物(CdS-NH 3 NCs),将其修饰于玻碳电极后通过戊二醛将猪流行性腹泻病毒的抗体PEDV-2C11固定于电极表面制成电化学发光免疫传感器,实现了对猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)的定量检测.实验结果表明:当PEDV-2C11抗体与PEDV发生免疫反应时,CdS-NH 3与过硫酸根之间的电化学发光反应电子转移受阻,使得电化学发光强度降低;在最佳实验条件下,发光强度变化与PEDV浓度在1.65~1.65×10^5 TCID 50·mL^-1范围内呈良好的线性关系.该方法成功应用于样品中PEDV的检测,表明该电化学发光免疫传感器对猪腹泻病的临床诊断具有重要意义.

电化学发光免疫传感器检测癌胚抗原

以鲁米诺还原纳米银作为信号分子标记癌胚抗原(CEA),结合具有良好生物相容性的纳米金,固定癌胚抗原抗体于金电极上,成功建立了用于检测人血清中CEA含量的电化学发光(ECL)免疫分析方法。利用该方法可在浓度为0.1-50ng·mL-1的线性范围内稳定监测人血清中CEA的含量,检测限为0.05ng·mL-1。将该电化学发光传感器应用于健康志愿者的血清中进行CEA的检测,结果令人满意。相对标准偏差小于7.2%,平均回收率为97.2-102.9%,具有良好的稳定性和重现性。

电化学发光免疫传感器研究

随着科学技术的不断发展,我国在各领域的科研都取得了较大得成果,同时多领域的学科交叉研究也正在逐渐成为科学家们的发展研究的新方向,尤其是在生物、化学、物理等方面的相互交叉研究更是取得了较大的成就。电化学发光免疫传感器研究是科学家们将电化学发光分析与生物免疫传感器技术的又一学科交叉研究的成果。电化学发光主要是对免疫系统、生物活性酶进行研究分析,而电化学发光免疫传感器的研究成果在目前的现状中主要是在临床领域具有较明显的成效。鉴于此,本文将主要从电化学发光免疫传感器的研究现状和运用分析,寻求电化学发光免疫传感器的进一步的技术创新与改革,以求其能在更多领域中发挥作用。

金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜电化学免疫传感器的构建及其对鲜肉中马波沙星的检测

该文构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器,用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜,然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯,固载抗体。采用循环伏安法对电极的修饰过程进行表征。用差分脉冲伏安法优化传感器的电化学检测条件。在最优条件下,对马波沙星进行定量检测。响应峰值电流变化量与马波沙星在0.5~400 ng/mL浓度范围内呈线性关系,检测限为0.05 ng/mL。传感器对猪肉、鸡肉和牛肉样品的检测限分别为0.09、0.10、0.09μg/kg,添加回收率为82.81%~101.99%,检测结果与超高效液相色谱-串联质谱法基本一致。结果表明,所建立的电化学免疫传感器可用于实际样品中马波沙星残留的检测。

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。

基于G-四链体电化学发光生物传感器灵敏检测端粒酶活性

端粒酶活性的分析检测对于癌症诊断、预后治疗等具有重要意义。该研究利用G-四链体(G4) DNA的金属配合物靶向发光探针[Ir(ppy)_(2)(pip)]PF_(6),构建了灵敏检测癌细胞端粒酶活性的电化学发光(ECL)生物传感器。首先将引物DNA组装在电极表面,然后与癌细胞提取的端粒酶共同孵育,具有活性的端粒酶在引物末端生成端粒重复序列从而形成G4结构,随后[Ir(ppy)_(2)(pip)]PF_(6)通过与G4靶向作用结合到延长的序列中。结果表明[Ir(ppy)_(2)(pip)]PF_(6)的ECL信号与端粒酶活性呈现正相关,传感器的电化学发光强度与癌细胞浓度在10-5×10^(5)cell/mL呈现良好的线性关系,检出限(LOD)为3 cell/mL。实验还表明了传感器具有良好的稳定性、适用性、抗干扰性和重现性,最后将该传感器用于测定真实人类血清和尿液样本中的端粒酶活性,得到了满意的结果。

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%。

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。

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)。