基于金纳米星和生物质多孔碳信号放大策略的新型电化学核酸适配体传感器

赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)是一种由青霉菌和曲霉菌产生的次级代谢产物,具有很强的肾毒性、肝毒性、免疫毒性和致畸致癌作用等,污染范围广泛。因此,建立一种灵敏、有效的分析方法检测OTA,对于维护食品安全及保护人类健康尤为重要。电化学核酸适配体传感器是一种将电化学检测方法与核酸适配体结合起来的新型传感器,具有特异性好、操作简单、易于实现现场检测等优点。制备金纳米星(GNSs)和生物质氮掺杂多孔碳(NDPC)作为双重信号放大策略,构建了一种新型电化学核酸适配体传感器,用于OTA的检测研究。扫描电镜和透射电镜的表征结果表明GNSs和NDPC制备成功。对制备的传感器进行优化,得到OTA核酸适配体链(Apt)的最佳浓度为1.5μmol/L,NDPC的最佳质量浓度为4 mg/mL。在OTA质量浓度为0.001~5.000 ng/mL范围内,电流差值与lg C OTA呈良好的线性关系,检出限为0.22 pg/mL。利用制备的传感器对玉米样品进行加标检测,得到平均回收率为89%~104%,说明该传感器可用于检测实际样品中的OTA。基于核酸适配体可以实现对其他目标物检测,为食品安全检测提供了技术支撑。

基于石墨烯和金纳米棒的电化学核酸适配体传感器同时检测赭曲霉毒素A和伏马菌素B1

利用石墨烯(GR)通过ππ相互作用吸附单链DNA,结合金纳米棒(AuNRs)对巯基修饰的物质的高吸附能力,构建新型电化学核酸适配体传感器,用于赭曲霉毒素A(OTA)和伏马菌素B1(FB 1)的同时检测研究。GR和AuNRs具有比表面积大、导电性强的优点,能够实现信号放大,电化学信号探针硫堇和二茂铁的初始电流信号分别达到299.3和314.8μA。利用制备的传感器对OTA和FB 1进行同时检测,得到线性范围为5×10^-4~1×10^3 ng/mL,检出限分别为0.34和0.17 pg/mL。该传感器对黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮有较好的抗干扰性能。对相同条件下制备的传感器进行测定的结果表明,该传感器具有可接受的重现性和重复性。对OTA和FB 1加标的啤酒样品进行检测,平均回收率分别为94.1%~97.7%和87.1%~95.3%,表明该传感器可以用于实际样品的检测。

基于链置换扩增的电化学适配体生物传感器检测食品中的赭曲霉毒素A

为构建一种基于链置换扩增技术(SDA)和电化学适配体传感器技术检测食品中赭曲霉毒素A(OTA)的方法,根据OTA特异性适配体设计发卡结构,并在发卡结构的茎部设置SDA反应识别位点,进行SDA扩增。将扩增产物与修饰二茂铁(Fc)的电化学探针进行杂交,使电信号发生变化,从而建立电化学适配体传感器检测OTA的方法。通过对7组不同毒素的测定评价该方法的特异性,测定其灵敏度和检出限,并与赭曲霉毒素A酶联免疫分析方法(ELISA)国家标准(GB 5009.96-2016)进行对比试验。结果表明:最优条件下,电化学适配体传感器灵敏度线性范围为0.1 pg/mL~10 ng/mL,检出限(LOD)为0.05 pg/mL。当OTA存在时,检测结果为阳性,当OTA不存在时,检测为阴性,说明该方法特异性良好。在人工加标试验中,该电化学适配体传感器的加标回收率为96.60%~99.04%,ELISA(国家标准)的加标回收率为94.00%~98.50%,该方法的加标回收率优于国家标准。结论:该方法能够快速检测食品中的OTA,具有实用应用价值。

沙门氏菌电化学适配体传感器的研究进展

沙门氏菌是全球食源性疾病的重要原因,在生鲜肉类食品中检出率较高,对其进行快速、准确、灵敏检测在保障食品安全和人们身体健康方面至关重要。电化学适配体传感器由于结合了适配体的识别特异性和电化学传感器的灵敏度优势而备受关注,在实现对沙门氏菌的定性、定量检测方面具有潜力。但是,目前相关综述主要集中于传感器的制备过程,鲜有与沙门氏菌的结构和性质进行关联性分析,导致传感器的设计和改进缺乏直接的理论依据。因此,本文从沙门氏菌的结构及其性质出发,建立与适配体传感器的内在联系,从电极的修饰材料、适配体在工作电极上的固定、信号传感策略和信号放大策略4个方面进行综述,以期为沙门氏菌及其他食源性致病菌的快速检测提供参考。

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%。

基于核酸适配体和聚多巴胺-石墨烯复合膜电化学传感器的构建及对雌二醇的灵敏检测

本文利用聚多巴胺-氧化石墨烯(PDA-GO)复合材料和纳米金颗粒(AuNPs)修饰电极,构建了用于17β-雌二醇(E2)灵敏检测的电化学生物传感器。PDA-GO复合膜可显著加速电子转移,增大活性面积,表现出优异的电化学性能。该研究通过在电极上组装适配体和互补DNA,形成基于双链结构的传感界面,以杂交指示剂亚甲基蓝(MB)为信号探针,进行信号放大。目标物E2存在时,E2与适配体特异性结合导致适配体从电极表面解离,双链解开释放MB,进而通过测量MB的电信号,实现对E2的灵敏检测。构建的电化学生物传感器对E2的线性范围为5.0×10^(-11)~1.0×10^(-7)M,检出限为3.0×10^(-11)M。该方法具有较高的灵敏度和选择性,可用于环境样品中雌激素的生物分析。

基于双金属材料的电化学适体传感器用于磺胺二甲氧嘧啶检测

开发能够精准检测磺胺二甲氧嘧啶(SDM)的方法在食品安全领域至关重要。该研究利用具有优异电化学活性的镍锌双金属微花(Ni-Zn MFs)作为生物传感平台,同时,引入金锰纳米粒子(AuMn NPs)修饰的还原氧化石墨烯(rGO)作为电信号抑制单元(AuMn/rGO,AMG)。在此基础上,设计了一种用于测定SDM的高灵敏生物传感器。当目标物SDM存在时,能与SDM的结合适配体(Apt)标记的AMG(AMG-Apt)特异性结合,将电信号抑制单元带离电极表面,放大氧化还原探针[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)的电化学信号变化。提出的用于检测SDM的适配体传感器在1 pg/mL~100 ng/mL范围内表现出良好的线性关系,检出限(LOD)低至0.26 pg/mL。此外,该生物传感器在牛奶样品中也表现出令人满意的结果,有望在食品安全分析中应用。

核酸适配体传感器在小分子药物检测中的应用研究进展

目的 为了准确定量检测易残留的小分子药物,利用核酸适配体强特异性和高亲和力的特点,已开发出多种小分子药物的核酸适配体传感器。本文对现有的几类小分子药物的核酸适配体传感器进行综述,从而促进核酸适配体传感器在小分子药物检测的开发与应用。方法 对近20年国内外关于多种小分子药物进行核酸适配体传感器开发的文献进行检索。结果 对核酸适配体传感器在解热镇痛类、麻醉类、抗生素类和激素类等几类小分子药物检测中的应用进行归纳总结,概述其基本原理,同时探讨核酸适配体传感器在分析检测中的应用前景。结论 为核酸适配体传感器在小分子药物检测的深入开发与应用提供借鉴。

适配体电化学发光传感器用于灵敏检测氯霉素

利用带正电的聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA)和带负电的硫化镉量子点(CdS QDs)依次吸附在氧化石墨烯(GO)表面制备氧化石墨烯-PDDA-量子点复合物,并将此复合物修饰到电极表面,通过酰胺键将DNA(cDNA)组装在量子点表面,氯霉素适配体(Apt)与cDNA杂交结合构建了传感界面。最后利用嵌入DNA链中的氯化血红素催化氧化H2O2,使共反应剂H2O2被消耗,量子点发光强度降低。当氯霉素(CAP)存在时,Apt DNA会与CAP结合,脱离电极表面,导致量子点的发光强度增大,从而实现灵敏、特异性检测。在CAP浓度为1.0×10^(−10)~1.0×10^(−6)mol/L范围内,该传感器具有良好的检测信号,电化学发光(ECL)强度与CAP浓度的对数呈线性相关,检出限可达3×10^(-11)mol/L,且传感器具有优异的重复性、稳定性和特异性。将传感器用于牛奶实际样品中CAP的测定,测试结果满意。快速、简便的氯霉素传感检测技术将在食品安全和环境监测等领域具有较好的应用前景。

电化学适配体传感器传感策略在食品检测领域的研究进展

食品源危害因子对人类健康构成直接且严重的威胁,开发快速、准确兼具高灵敏度的食品检测方法是解决当前食品安全挑战的有效解决方式。电化学适配体传感器的技术具有高灵敏度、高特异性和准确性等优点,在食品质量安全检测方面具有广阔的应用前景。本文综述了近年来在食品检测领域电化学适配体传感策略的最新研究进展,对基于适配体的新型食品危害因子电化学生物传感器的类型进行了总结归纳分类,重点讨论了应用于食品危害因子检测的不同电化学适配体生物传感策略,并对该技术在食品检测领域发展前景进行了展望,以期为相关领域研究人员提供参考,促进电化学适配体传感器在食品检测领域的进一步开发与应用。

基于改进G-四链体DNA酶的电化学适配体传感器构建及卡那霉素高灵敏检测

将阳离子多肽(peptide)与G-四链体DNA酶(G4 DNAzyme)共价组装得到高活性的G4 DNAzyme-peptide复合物,进一步构建新型电化学适配体传感器,研究该复合物对电化学适配体传感器响应性能的影响,并将该传感器用于牛奶中卡那霉素(KANA)的检测分析。结果表明:G4 DNAzyme-peptide可以显著放大电化学信号,明显提高传感器检测灵敏度;在捕获探针序列最优浓度(2.0μmol/L)下,电流信号强度变化与目标物浓度(0.06 pmol/L~20 nmol/L)对数值呈良好的线性关系,检测限为0.02 pmol/L,优于其他KANA检测方法;该传感器对KANA具有良好的选择性,在实际牛奶样品检测中,KANA的加标回收率为97.1%~105.5%,相对标准差为3.60%~5.74%,且检测结果与ELISA法一致,说明该传感器能够实现牛奶中KANA的高灵敏检测。

以聚硫堇为电化学探针的非标记型核酸适配体传感器

采用电聚合法制备了聚硫堇氧化还原电化学探针,以金纳米粒子为固定核酸适配体的载体构建了非标记型核酸适配体传感器.用电化学阻抗谱对传感器的组装过程进行了监测,用循环伏安法和差分脉冲伏安法考察了传感器的电化学行为.结果表明,该传感器对凝血酶的检测在1.0 pg/mL～500 ng/mL范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.998,检出限为0.38 pg/mL.该传感器制备简单、灵敏度高且抗干扰能力强.

核酸适配体传感器在常见食源性致病菌检测中的应用及发展

食源性致病菌是食源性疾病的重要诱因,早期的筛查技术已不能满足对食源性致病菌的快速、准确检测要求。核酸适配体因其小尺寸、易修饰、亲和性高和热稳定等优点而被广泛应用,研究人员运用核酸适配体传感器开发了针对食源性致病菌的众多检测方法,用于快速筛查食源性致病菌。基于食源性致病菌的常用检测方法,总结归纳了核酸适配体的筛选程序,列举了核酸适配体传感器在食源性致病菌检测中的应用,分析了其在应对样品的快速高效检测要求时的发展趋势,以求为食源性致病菌的检测方法改进提供更多思路。

以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测

通过金硫键将腺苷适配体互补链（S1）和末端带羧基的DNA链（S2）修饰在金纳米粒子（GNPs）表面,以及甲苯胺蓝（TB）与S2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA探针分子TB-S2-GNPs-S1,然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子,以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体（Apt）固定在电极表面,以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附,再通过TB-S2-GNPs-S1中的S1与Apt杂交将TB-S2-GNPs-S1负载到电极表面,成功建立了一种以甲苯胺蓝为电化学探针检测腺苷的适配体生物传感器。采用紫外可见光谱和扫描电镜对合成的金纳米粒子和TB-S2-GNPs-S1复合物进行表征。对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗法（EIS）进行表征,对传感器的性能采用差分脉冲法（DPV）和电化学阻抗进行研究。该传感器在1.0×10^-4-100.0 ng/m L范围内对腺苷具有良好的信号响应,相关系数（r）为0.994,检出限（S/N=3）为64.7 fg/m L。

基于信号放大策略的适配体电化学传感器检测真菌毒素研究进展

真菌毒素是真菌分泌的一类次级代谢产物,是农产品的主要污染物之一,具有强毒性。人畜误食会导致急性、慢性中毒症状,严重危害农产品安全,威胁人类健康。开发快速、超灵敏、高通量、高性价比的传感技术十分重要。适配体是一段单链DNA或RNA,具有特异性良好、合成简单、易于化学修饰、稳定性高等优势,且可以与基于核酸的传感及扩增策略相结合,具有广阔应用前景。电化学传感器因其反应快速、灵敏度高、成本低等优势受到广泛关注。适配体电化学传感器已成为目前检测真菌毒素的有力工具。本文综述了适配体电化学传感器常见的信号传感方式,主要关注基于核酸和纳米材料的信号放大策略,以及它们在检测应用中的优势与不足;最后对该技术的发展趋势进行了展望,为基于适配体的真菌毒素电化学传感器的深入研究与应用提供参考。

电化学适配体传感器用于乳酸快速检测的研究

目的构建用于检测L-乳酸的新型电化学适配体传感器。方法基于金钯-掺氮多壁碳纳米管纳米复合材料(Au/PdN-MWCNTs)修饰的玻碳电极,通过三螺旋分子开关(triple-helix molecular switch,THMS)触发具有RNA剪切活性的Pb2+辅助的脱氧核酶(DNAzyme)对电极表面固定化信号探针的循环剪切效应,实现L-乳酸的超灵敏电化学检测。采用差分脉冲伏安法(DPV)记录电流信号变化。结果信号探针浓度4μmol/L、Pb2+浓度4μmol/L、DNAzyme剪切孵育时间60 min为传感器最优测试条件。在最优实验条件下,该L-乳酸传感器线性范围为1~20 mmol/L,检出限为0.51 mmol/L。此外,该适配体传感器具有优异的稳定性(RSD=4.56%)、重现性(RSD=2.80%)和选择性。在人血清样本中检测L-乳酸时回收率为105.60%~110.80%,RSD为2.35%~4.56%,与传统方法具有较好的一致性。结论该适配体传感器能实现L-乳酸的超灵敏检测,在生物医学诊断、食品工业和环境监测等领域具有广泛的应用前景。

基于铁氰化镍的非标记型核酸适配体电化学传感器检测凝血酶

在玻碳电极(GCE)表面首先用增敏作用的多壁碳纳米管(MWCNTs)夹心于两层电沉积的铁氰化镍(NiHCF)氧化还原电化学探针之间,然后以金纳米粒子为固定核酸适配体的载体,构建了检测凝血酶的非标记型核酸适配体生物传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)对MWCNTs和NiHCF的形貌进行了表征。利用电化学阻抗谱对传感器的组装过程进行了监测,用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对传感器的电化学行为进行了研究。以铁氰化镍为探针的传感器对凝血酶的检测在1.0 ng/L^1.0 mg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.998,检测限为0.2 ng/L(S/N=3)。

半胱氨酸封闭剂为电化学探针的非标记型核酸适配体传感器

采用半胱氨酸为封闭剂和氧化还原电化学探针,制备了一种新型的非标记型电化学核酸适配体传感器,并用于测定凝血酶。利用电化学阻抗对传感器的组装过程进行了监测。用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了该传感器的电化学行为。探讨了凝血酶孵育时间、测试pH值对传感器响应的影响。该传感器对凝血酶在10.0～10000μg/L范围内呈良好的线性响应,检测限为2.47μg/L。

电化学和电化学发光核酸适体传感器

核酸适体具有亲合力强、选择性高、稳定性好、易于修饰等优点,广泛用于对目标物如蛋白质、小分子等的灵敏检测。电化学具有成本低、灵敏度高、仪器小巧等优点。近年来,构建基于核酸适体的电化学传感器,已经成为一个热门的研究领域。本文重点评述了2005年以来核酸适体的电化学传感器的研究进展,并展望其发展前景。

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料的阻抗型电化学适配体传感器检测铜绿假单胞菌

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料制备电化学阻抗传感器检测铜绿假单胞菌。采用电化学沉积的方法将氧化石墨烯/碳纳米管修饰在电极表面,并将氧化石墨烯电化学还原。随后将纳米金沉积在电极表面,最后将巯基修饰的铜绿假单胞菌适配体通过金硫共价键结合在纳米金表面,制成工作电极。用扫描电镜观察合成的还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金材料的形貌。用循环伏安法对组装电极的每一步进行电化学表征。当铜绿假单胞菌在适配体修饰的电极表面孵育后,适配体会将目标菌捕获在电极表面,阻碍电极表面电子传输,导致阻值上升,根据电阻变化值可实现对目标菌的定量检测,检测线性范围为10~10^(6) CFU/mL,检出限可达4 CFU/mL,本实验方法是已知的检测铜绿假单胞菌灵敏度最高的电化学方法。