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%。

基于石墨炔-金复合材料修饰电极的电化学基因传感器对大肠杆菌特征序列的检测

以离子液体修饰碳糊电极(CILE)作为基底电极,通过滴涂法和恒电位沉积法2步制备了石墨炔-金纳米复合材料修饰电极(Au/GDY/CILE),并将其作为工作电极。循环伏安法(CV)测定结果表明,Au/GDY复合材料有效地改善了修饰电极界面的电化学性能,利用金硫自组装作用,成功将巯基修饰的探针ssDNA固定到工作电极表面,构建了用于大肠杆菌特征序列检测的基因传感器,以亚甲基蓝(MB)作为电化学指示剂,用于对目标序列成功捕获的信号判断。示差脉冲伏安法(DPV)测定结果表明,该传感器对大肠杆菌的特征基因序列检测具有较宽的检测范围(1.0×10^(-15)~1.0×10^(-7)mol/L)、较低的检测限(3.17×10^(-16)mol/L)和较高的灵敏度[2.91μA/(M•cm^(2))]。

构建5-氟尿嘧啶电化学传感器电极材料的研究进展

电化学检测方法具有准确度高、成本低、操作简单易行的特点,广泛应用于各种药物含量的分析测定。5-氟尿嘧啶在肿瘤的治疗中起着重要作用,但药物过量会引起许多显著的不良反应,因此,5-氟尿嘧啶的含量测定是很有必要的。本文结合国内外文献对5-氟尿嘧啶的报道,综述了近几年电化学检测5-氟尿嘧啶的电极修饰材料、检测方法及其检测结果,认为运用生物提取物作为修饰材料是5-氟尿嘧啶电化学传感器的重要研究方向。

活体检测吲哚-3-乙酸的电化学传感器研究

吲哚-3-乙酸(IAA)作为一种重要的植物激素,在植物生长发育的整个过程中起着至关重要的作用。本文根据植物活体检测的实际需要,发展了适合植物茎秆活体检测的四阵列电极及用于植物果实活体检测的六阵列电极,通过一步法在铂(Pt)丝工作电极上沉积铂纳米颗粒(PtNPs)和还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合膜,从而增强催化效果,提高生物传感器的灵敏度。实验结果表明,所研制的传感器在IAA浓度0.1~200μmol/L范围内,具有良好的线性关系,相关系数为R~2=0.986,检测限为0.01μmol/L(S/N=3)。进一步利用所制备的传感器活体检测了黄瓜茎秆和黄瓜果实(CF)内的IAA含量,表明该传感器在植物生理状态的活体检测中具有重要应用前景。

基于Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸纳米复合材料的铅离子电化学传感器

采用Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸复合材料修饰玻碳电极(GCE),基于电化学传感原理,使用阳极方波伏安法检测水中微量的铅离子。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、Raman光谱分析仪和X射线光电子能谱仪(XPS)进行物理表征。结果表明Fe_(3)O_(4)已较均匀地分布在MoS_(2)上。为了得到良好的实验效果,优化醋酸盐(Hac-NaAc)缓冲溶液的pH值为3.6,最佳沉积时间为120 s,最佳沉积电位为-0.6 V,在滴加5μL的Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)和5μL的全氟磺酸条件下进行测试,实验结果表明在0.1~0.6μmol·L^(-1)铅离子浓度范围,Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸-GCE传感器的线性度良好,灵敏度和检测限分别为25.05μA/(μmol·L^(-1))和0.11μmol·L^(-1)。该检测方法快速便捷,具有低成本、高效率和易操作的特点。

基于石墨相氮化碳-富勒烯构建光电化学生物传感器

该工作基于石墨相氮化碳-富勒烯(g-C_(3)N_(4)-C_(60)),构建了“信号关”型光电化学(PEC)生物传感器,实现了对铅离子(Pb^(2+))的灵敏检测。首先,在玻碳电极(GCE)表面修饰光电材料g-C_(3)N_(4)-C_(60),由于其良好的光电性能,可以观察到较好的初始PEC信号。然后,在修饰了g-C_(3)N_(4)-C_(60)的电极上电沉积一层金纳米粒子(Dep Au),随后将带有巯基的DNA通过Au-S键固载在电极表面。紧接着用1-己硫醇(HT)封闭电极表面的非特异性吸附位点。最终,在Pb^(2+)存在的情况下,Pb^(2+)会与富含鸟嘌呤(G)的DNA结合,使其折叠形成G-四链体结构,从而获得显著降低的PEC信号。通过记录PEC信号的变化实现对目标物Pb^(2+)的灵敏检测。结果表明,光电流与Pb^(2+)浓度的对数呈现良好的线性关系,其线性范围为50.0 pmol/L-50.0μmol/L,检测限为16.60 pmol/L。

基于纳米SnS/多壁碳纳米管复合物的2,4-二氯苯酚电化学传感器的制备及应用

采用均匀沉淀法制备纳米SnS/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合物,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对其形貌和组成进行表征。将纳米SnS/MWCNTs复合物10 mg超声分散在1.0 mL 5%(体积分数)全氟化树脂溶液中,分取8.0μL滴涂于处理好的玻碳电极(GCE)表面,得到修饰电极(纳米SnS/MWCNTs/GCE)。以纳米SnS/MWCNTs/GCE为工作电极,铂丝电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)对纳米SnS/MWCNTs/GCE电化学性能进行考察,研究了2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)在纳米SnS/MWCNTs/GCE上的电化学行为。结果表明:在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,纳米SnS/MWCNTs/GCE对2,4-DCP有明显的电催化作用和较高的选择性;2,4-DCP的浓度在0.05~3.00μmol·L^(-1)内与DPV响应的氧化峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为2.3×10^(-8)mol·L^(-1);按照标准加入法对水样进行回收试验,2,4-DCP回收率为92.0%~101%。

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ZIF-8/Au@f-CNF增敏型双酚A电化学传感器的构建及性能研究

目的设计制备了金属有机框架沸石咪唑酸盐骨架-8(zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)掺杂、负载金纳米粒子的碳纳米纤维复合材料(ZIF-8-doped gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers,ZIF-8/Au@f-CNF),用于玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)表面功能化修饰,以构建食品中双酚A污染物的增敏型电化学传感器,并探索对双酚A的增敏检测机制。方法将利用室温溶剂法制备的ZIF-8与原位还原法制备的负载金纳米粒子的碳纳米纤维(gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers,Au@f-CNF)超声混合,滴注在GCE电极表面,构建ZIF-8/Au@f-CNF电化学传感器。运用X-射线光电子能谱仪和透射电子显微镜、循环伏安法和电化学阻抗法对材料表面形貌和电化学性能进行表征,考察了扫描速度和pH等参数对双酚A电化学传感行为的影响。结果ZIF-8/Au@f-CNF复合材料显示较为均匀的掺杂状态,经ZIF-8/Au@f-CN修饰后的GCE电极(ZIF-8/Au@f-CNF/GCE)电活性面积明显提升,是未经修饰裸GCE面积的1.62倍,对双酚A的氧化峰电流峰值显著提升至原来的2.18倍。结论将ZIF-8的多孔特性和Au@f-CNF的电催化性能相结合,赋予ZIF-8/Au@f-CNF/GCE对目标物良好的吸附性能和电化学反应活性,基于纳米材料的协同效应可实现对双酚A的增敏传感检测,该研究为新型复合材料的开发及增敏传感器构建提供了研究思路和方法借鉴。

基于掺杂型石墨烯量子点构建关—开型电化学发光传感器连续检测Fe^(3+)和F^(-)

目的:研究石墨烯量子点的电化学发光性能。方法:制备发光强度高、性能稳定的氮硫掺杂石墨烯量子点(NS-GQDs),并构建关—开型电化学发光(ECL)传感器以实现对Fe^(3+)和F^(-)的连续检测。结果:在0.1~460.0μmol/L范围内,Fe^(3+)浓度与ECL猝灭值呈良好的线性关系,检出限为0.028μmol/L;在1~5600μmol/L范围内,F^(-)浓度与ECL恢复值呈良好的线性关系,检出限为0.62μmol/L。结论:NS-GQDs ECL信号的猝灭和恢复具有较好的可逆性,可应用于饮用水中Fe^(3+)和F^(-)的连续检测。

基于AuPt/β-CD-RGO构建的H_(2)O_(2)电化学传感器性能研究

在水相中制备β-环糊精修饰氧化石墨烯(β-CD-GO),并采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对材料进行表征。利用恒电位电沉积技术将β-CD-GO电还原到玻碳电极(GCE)表面,以制备β-环糊精修饰还原氧化石墨烯(β-CD-RGO)修饰GCE;以β-CD-RGO修饰GCE为工作电极,进一步采用恒电位电沉积技术将Au与Pt纳米粒子共同电沉积到β-CD-RGO修饰GCE表面,得到AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,即过氧化氢(H_(2)O_(2))电化学传感器。基于AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,文章采用循环伏安法研究H_(2)O_(2)的电化学行为,并探索电沉积时间对H_(2)O_(2)电催化活性的影响,以期为纺织等行业H_(2)O_(2)电化学检测方法的建立提供依据。

非标记型检测基质金属蛋白酶-14电化学发光生物传感器的研究

基质金属蛋白酶-14(Matrix metalloproteinase-14,MMP-14)是癌症和炎症的重要生物标志物。以聚多巴胺功能化的钴钼碳纳米纤维修饰的玻碳电极作为传感平台,以钌复合物和多肽抑制剂分别作为信号探针和捕获探针,制备了电化学发光(ECL)生物传感器用于检测MMP-14。结果表明,在最佳实验条件下,该电化学发光生物传感器具有较高的灵敏度,其线性范围为1~10 pg·mL^(-1),检测限为0.55 pg·mL^(-1)。利用功能化纳米纤维制备的无标记ECL生物传感器为研究MMPs和抑制剂的作用机制提供了前景。

溶胶-凝胶技术在光化学传感器中的应用

凝胶技术是一种很有发展前途的材料制备方法 ,已在材料科学及有关的许多领域中得到了广泛的重视。文章综述了溶胶 -凝胶技术的机理 ,以及传感器染料的包埋。

石墨烯-壳聚糖复合物修饰电极构建电化学免疫传感器对1-芘丁酸的检测研究

采用石墨烯(GS)和壳聚糖(CS)复合膜修饰玻碳电极(GS-CS/GCE),利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)(4∶1)活化GS-CS/GCE,共价固定多环芳烃抗体(anti-PAHs),构建灵敏度高、稳定性好的非标记电流型免疫传感器,用于1-芘丁酸(PBA)的检测。运用扫描电子显微镜对GS-CS复合膜的形貌进行表征。在pH 7.0含10 mmol/L K3Fe(CN)6和0.1 mmol/L KCl的磷酸盐溶液中,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法研究修饰电极表面的电化学性质,并考察了免疫传感器的电化学性能。研究表明,由于石墨烯和壳聚糖的协同作用,GS-CS修饰的玻碳电极在Fe(CN)64-/3-溶液中的峰电流明显增大,有利于提高免疫传感器的灵敏度。在优化实验条件下,电极表面的anti-PAHs抗体固定量显著提高,增强了电极的分子识别性能。由于anti-PAHs抗体-抗原结合物的导电性较差,免疫传感器的峰电流随着待测溶液中PBA浓度的增大而减小,PBA浓度在0.1～80μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.03μg/L。该免疫传感器重现性好、特异性强,用于实际样品的测定,回收率为90%～105%。

自组装碳纳米管-氯洁霉素分子印迹溶胶-凝胶电化学传感器研究

结合自组装技术,采用电聚合方法在碳纳米管修饰金电极表面制备对氯洁霉素具有特异性识别位点的分子印迹溶胶-凝胶薄膜,成功构建了一种新型印迹溶胶-凝胶电化学传感器.通过循环伏安法(CV)、示差脉冲法(DPV)、安培计时法(I-t)和扫描电镜(SEM)表征了该印迹溶胶-凝胶膜的电化学性能和表面形貌.结果表明,该传感器具有良好的选择性和灵敏度,氯洁霉素在多壁碳纳米管修饰的印迹溶胶-凝胶传感器上的响应明显提高.该印迹溶胶-凝胶传感器对氯洁霉素的浓度响应线性范围为5.0×10-7～8.0×10-5mol/L,检出限为2.44×10-8mol/L.该传感器被成功地用于人体尿液中氯洁霉素的分析测定.

改进溶胶-凝胶法固定酶结构剖析及在苯酚光化学传感器中的应用

通过光学显微镜比较了用密闭老化法和浸涂法制备的溶胶 凝胶膜的表面状态 ,从实验上证实了用密闭老化法制备的溶胶 凝胶膜不会破裂 ;并用透射电子显微镜观察了包埋辣根过氧化物酶的溶胶 凝胶膜的内部结构 .结果表明 ,酶固定于溶胶 凝胶中后 ,与在溶液中一样 ,呈均匀分布且不易流失 .此敏感膜可用于制备基于化学发光强度减弱的苯酚光化学传感器 ;用竞争反应的原理讨论了响应机理 .

纳米金/3-氨丙基-三乙氧基硅烷修饰传感器电化学检测NO_2^-

将3-氨丙基-三乙氧基硅烷(ATS)修饰在玻碳电极表面,再自组装一层纳米金,制备了一种新型NO2-的电化学传感器。该修饰电极对NO2-有较好的催化作用。在pH为3时,NO2-的氧化峰电流与其浓度在5.0×10-7~1.0×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限可达2.0×10-7mol/L。方法具有较高的灵敏度和较好的重现性。

基于溶胶-凝胶技术结合多壁纳米碳管化学修饰电极的方法制备高灵敏葡萄糖生物传感器的研究

基于多壁纳米碳管修饰铂电极与二氧化硅溶胶-凝胶（sol-gel）固定化酶相结合的技术制备了葡萄糖氧化酶传感器,充分利用了溶胶-凝胶固定化酶稳定的优点和纳米碳管的高灵敏电催化作用,优化了该酶传感器的制备过程,提高了传感器的电流响应和反应线性.结果表明,sol-gel构建的优化条件是：H2O：TEOS为2.5～3.5,TritonX-100浓度为5%,pH值为5.5.在本实验条件下,多壁纳米碳管的最适固定量为5μl（0.25g/L）,溶胶-凝胶与酶的优化体积比为3：2.工作电位＋0.55V、pH 6.5、25℃为制备传感器的最适工作条件.该传感器对葡萄糖在0.5～6 mmol/L呈线性响应,响应时间为20 s,检出限为0.05mmol/L,45天时的响应值仍保持90%.

β-羟丁酸电化学生物传感器的研究

研制了一个可用于对人体内血清β-羟丁酸进行定量检测的电化学生物传感器.将β-羟丁酸脱氢酶(HBDH)、辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)等固定于丝网印刷碳电极上,以铁氰化钾为电子传递剂,采用电流法对β-羟丁酸的浓度进行测定.并对铁氰化钾浓度、NAD浓度、溶液pH值及温度等影响因素进行了优化.实验结果表明,用该传感器测定血清β-羟丁酸的浓度,快速准确、重复性好,而且线性范围可达到30～550mg/L、用血量只需2μL.

一种新型基于硼-二吡咯亚甲基染料的高灵敏性、高选择性识别Na^+的荧光化学传感器

研究了3种新型的含稠合外环的硼-二吡咯亚甲基染料(BDP)的光谱和电化学性质.用荧光光谱滴定技术分别测试了在乙腈等强极性溶剂中两种中位为苯并冠醚亚单元取代的硼-二吡咯亚甲基染料对Na+离子和K+离子的响应能力.研究结果表明:在荧光团中含有吸电子酯基的BDP染料可望成为一种新型的具有高灵敏性和高选择性识别Na+离子的荧光化学传感器.