层层累积技术制备基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器

以多壁纳米碳管(MWCNTs)为电子媒介体和酶的吸附载体,利用层层累积的自组装技术固定葡萄糖氧化酶(GOx)的多层(MWCNTs/GOx)n复合薄膜修饰电极,制备了一种新型葡萄糖生物传感器。结果表明:传感器对葡萄糖的响应电流值随着MWCNTs/GOx复合薄膜层数的不同而变化,当MWCNTs/GOx复合薄膜的层数为6时,响应电流值达到最大。(MWCNTs/GOx)6复合薄膜修饰的葡萄糖生物传感器对3×10-2mol/L葡萄糖的响应电流为1.63μA,响应时间仅为6.7 s。该生物传感器检测的线性范围为5×10-4~1.5×10-2mol/L,最低检测浓度可达0.9×10-4mol/L。     

谷氨酰胺转胺酶发酵培养基的响应面分析优化

利用SAS（Statistical Analysis System）软件中二水平设计的Plackett-Burman设计和响应面分析法（Response Surface Analysis，简称RSA），研究了链霉菌（Streptomyces sp.）HS-1摇瓶发酵生产谷氨酰胺转胺酶的发酵培养基.通过二水平设计实验考察了八种因素对发酵生产谷氨酰胺转胺酶的影响，利用极差分析确定其中以豆饼粉水解物、甘油以及硫酸铵为影响链霉菌发酵生产谷氨酰胺转胺酶的重要因素.通过响应面分析法建立了这三个重要因素的二次回归模型，应用规范分析找到最优点，分别为豆饼粉水解物24.0 g &;#8226; L^-1，甘油24.4 g &;#8226; L^-1，硫酸铵5.40g &;#8226; L^-1.摇瓶实验表明，应用优化培养基谷氨酰胺转胺酶酶活由6.27 μ &;#8226; mL^-1提高到7.30μ &;#8226;mL^-1，提高了16.4%.     

α-硫辛酸和二氢硫辛酸的抗氧化作用

采用多种化学发光体系和比色体系研究了氧化型硫辛酸——α-硫辛酸（α-lipoic acid, LA）和还原型硫辛酸——二氢硫辛酸（dihydrolipoic acid, DHLA）直接清除活性氧、抗脂质过氧化以及对&;#8226;OH引起的DNA氧化损伤的保护作用.实验发现，LA和DHLA能有效清除相应体系中的活性氧过氧化氢（H₂O₂）、羟自由基（&;#8226;OH）、过氧亚硝基阴离子（ONOO^-）和二苯代苦味肼基自由基（DPPH&;#8226; ），能显著抑制脂质过氧化，并对&;#8226;OH引起的DNA氧化损伤有良好的保护作用，而DHLA还可以有效清除超氧阴离子自由基（O&;#8226;₂^-）.这些结果提示，LA和DHLA都是良好的抗氧化剂，但相比之下DHLA的抗氧化能力要显著强于LA.本研究为LA和DHLA保健和药用价值的进一步开发，提供了自由基生物学方面的依据.     

稻麦轮作农田系统中磷素流失研究

通过田间定位观测分析,研究稻麦轮作农田系统中土壤磷素的迁移流失特征及其对水环境的影响.结果表明,农田磷素以径流流失为主,渗漏流失极微,施肥对磷径流流失影响明显.在较低传统施肥水平下（102 kg&;#8226;hm^-2&;#8226;a^-1）,农田磷年流失量为5.33 kg&;#8226;hm^-2,占施肥量的3.59%.稻季磷素流失对水环境影响小,麦季施肥水平虽低,但施肥期排水磷浓度高,仍对水环境质量构成一定威胁.     

农田氮素非点源污染模型及年负荷估算研究

研究了农田中氮素随径流动力输出的过程，并依据径流特征和农田氮肥施用情况，将全年区分为水田施肥期、水田生长期和非水田期.按试验时的天气条件，分别采用人工模拟降雨或农田实测降雨的资料，分析农田非点源污染回归模型.水田施肥期采用人工模拟集中降雨情形，降雨强度为2 mm&;#8226;min^-1，模型氮素浓度范围为28~45 mg&;#8226;L^-1；水田生长期和非水田期采用天然降雨，降雨强度为0.037 6~0.075 1 mm&;#8226;min^-1，模型氮素浓度为0.2~4.0 mg&;#8226;L^-1.在分析长系列降雨资料的基础上，综合运用修正SCS（Soil Conservation Service）法、单位线法和相关分析法，估算得到农田径流过程排放的氮素量，再加上地下水渗漏流失的氮素量，取得上海地区一般降水年份农田的氮素非点源污染年负荷量为26.5 kg&;#8226;ha^-1.     

高氯酸银-苯配合物结构的重新测定和从头计算

在低温下对高氯酸银-苯配合物AgClO₄&;#8226;C₆H₆的晶体结构进行了重新测定，晶体属斜方晶系，空间群Cmcm（#63）.晶胞参数：a=8.154 0(6)×10^-10 m， b=7.918(4)×10^-10 m， c=11.717(1)×10^-10 m，V=756.4(4)×10-³⁰m³, Z = 4, 精度偏离因子R=0.023, Rw =0.050.根据该配合物晶体结构特征和从头计算的研究结果, 与前人报道的结构数据进行了对比, 指出两次测定在结构上的差异.据此, 提出了目前在中外教科书中有关苯在与银离子配位时发生严重变形的描述有待更正的必要性.     

生物传感器用于葡萄酒中葡萄糖含量测定的研究

将葡萄糖氧化酶(GOD)固定再生丝素蛋白在中,制得葡萄糖氧化酶传感器。该传感器在pH=7.0的磷酸缓冲溶液中,葡萄糖浓度在1.0×10-4 —2.5×10-3mol/L范围内呈良好线性关系。检测限5.0×10-5 mol/L,响应时间1分钟。该传感器用于葡萄酒中葡萄糖含量的测定,与酶-比色法测得结果一致。     

葡萄糖氧化酶在氧化铋纳米多晶膜中的固定及生物传感

以实验室合成的纳米氧化铋(BiOx)为载体,经戊二醛交联,将葡萄糖氧化酶(GOD)固定于铂盘电极表面,从而构筑新型葡萄糖生物传感器.所得修饰电极利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电化学交流阻抗(EIS)等方法进行了详细表征.扫描电镜显示纳米氧化铋由大量具有二维片状纳米结构和一维纳米线组成;氧化铋纳米片厚度为80～110 nm,并具有亚微米和微米级别的横向尺寸;氧化铋纳米棒、线的直径约为40～50 nm.实验结果表明,构筑传感器的最佳条件为:GOD与BiOx的质量比为2:1,酶固载量为30 μg.同时还考察了溶液pH以及操作电位对传感器响应电流的影响.该传感器在0.5 V(VS.SCE)电位下检测葡萄糖,线性范围为l×10-3～1.5 mmol/L,检出限为0.4μmoVL(信噪比为3),酶催化反应的表观米氏常数为2.88 mmol/L.同时该传感器还表现出响应迅速(5 S)、重现性好、使用寿命长等优点.     

SDS对ZnO多孔纳米块体孔道结构的影响

以ZnO纳米颗粒为原料，十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液作造孔剂，利用我们独有的液态溶剂热压方法制备了ZnO多孔纳米块体. 实验结果表明，通过调控SDS溶液的浓度,可以调节ZnO多孔纳米块体的结构参数. 当SDS的浓度达到4.34×10^-1mol/L时，ZnO多孔纳米块体的孔道空间分布均匀性最好，孔径分布也最窄. 另外，红外分析结果表明，在液态溶剂热压制备ZnO多孔纳米块体过程中，SDS在ZnO多孔纳米块体的孔道中有微量残留.     

ZnO在Al2O3(0001)表面的吸附与成键

采用基于密度泛函的分子动力学赝势方法, 对ZnO在α-Al₂O₃(0001)表面的吸附进行了理论计算, 研究了ZnO分子在Al₂O₃表面吸附成键过程、吸附能量与成键方位、表面原子结构变化以及表面化学键特性. 结果表明ZnO在表面吸附后消除了吸附前表面Al-O层的弛豫, 化学结合能为434.3(±38.6)kJ·mol^−1. 吸附后ZnO化学键(0.185±0.01 nm)与最近邻的表面Al-O键有30°的偏转角度, Zn在表面较稳定的化学吸附位置正好偏离表面O的六角对称约30°. 通过吸附前后原子布居数、态密度以及成键电子密度的分析, 表明ZnO的O^2−与表面上的Al³⁺所形成的化学键具有强离子键特征; 而Zn²⁺同基片表面O^2−形成的化学键有明显的共价键成分, 主要来自于Zn 4s与O 2p的杂化, 以及部分Zn 3d与O 2p的杂化.     

功能化多壁碳纳米管修饰的葡萄糖传感器的研究

在室温下利用化学掺杂法合成了K掺杂多壁碳纳米管KMWNTs,通过固定葡萄糖氧化酶(GOx)在KMWNTs修饰的玻碳电极表面,并利用葡萄糖氧化酶(GOx)的直接电化学,构建了一种新型葡萄糖传感器。利用扫描电镜对MWNTs和KMWNTs的形貌进行表征发现,K掺杂后没有破坏MWNTs的管状结构;采用电化学系统对传感器的性质进行了研究,结果表明,与单一的MWNTs相比,KMWNTs显示了更为有效的电催化活性。在此基础上,以KMWNTs膜为基底构建了抗干扰能力强、稳定性好、灵敏度高、响应快的葡萄糖传感器,在-0.52 V的检测电位下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为0.1~3.0 mmol·L-1(R=0.998),检测限为0.02 mmol·L-1(S/N=3),常见干扰物质如抗坏血酸和尿酸的存在不影响测定。     

基于空壳钯和纳米金修饰的过氧化氢无酶传感器的研究

制备并表征了空壳钯纳米粒子,将空壳钯纳米粒子和金纳米粒子修饰在玻碳电极(GC)表面,构建了新型的过氧化氢无酶传感器.通过循环伏安等电化学方法研究了修饰电极的电化学特性,结果表明:Pd/AuNPs/GC对过氧化氢(H2O2)的电极反应具有催化作用,空壳钯和纳米金在催化过氧化氢还原过程中表现出了良好的协同作用.过氧化氢的浓度在2216μmol/L(R=0.9993)范围内,与修饰电极的电流之间呈现出良好的线性关系,检测限为0.2μmol/L(S/N=3).该传感器具有较好的稳定性、重现性、抗干扰性.     

树状聚合物功能化碳纳米管/钯纳米复合物的制备及其非酶葡萄糖传感应用

将树状聚合物(PAMAM)通过共价反应嫁接在羧基化碳纳米管(CNTs)表面后用于钯纳米粒子(Pd NPs)的原位沉积,制备成CNTs-PAMAM/Pd NPs复合物。通过壳聚糖包埋将制备的该钯纳米复合物用于玻碳电极的修饰,并通过交流阻抗法和循环伏安法对电极性能进行表征和优化,制备成可用于葡萄糖的安培检测的非酶电化学传感器。实验表明,在最佳实验条件下该传感器可在较短时间内(3 s)实现对葡萄糖的快速稳态安培响应,并可在从0.03 mmol/L至61.7 mmol/L较宽线性范围内实现对葡萄糖的准确测定,检出限为11.5μmol/L。该传感器成本低廉,性质稳定,且具有较好的选择性和重复性,因而在实际应用中具有较好的发展前景。     

基于网状硒化钼和杂交链式反应高灵敏检测DNA

用水热法合成了网状硒化钼纳米,将其和纳米金修饰于玻碳电极表面,固定上DNA探针后结合杂交链式反应构建了一种新型信号放大型电化学传感器,用于特定DNA序列的超灵敏检测.硒化钼纳米片具有好的导电性能和大的比表面积,结合杂交链式反应的信号放大作用,可显著提高检测灵敏度.用于DNA检测,其线性范围为1.0×10-10~1.0×10-14mol/L,信噪比等于3时,检出限为8×10-15mol/L.该传感器可区分三碱基错配的DNA和单碱基错配的DNA,具有较高的选择性.     

基于碳量子点的电化学传感器检测多巴胺

以蜡烛灰为原料,利用经济和绿色的合成方法制备出碳量子点纳米材料,并通过扫描电子显微镜来进行表征.利用碳量子点修饰碳玻电极制备电化学传感器,并通过循环伏安法和微分脉冲伏安法对传感器的电化学行为进行考察.结果表明,该传感器对多巴胺检测的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限为0.02μmol/L(S/N=3).     

超灵敏葡萄糖生物传感基于自组装纳米金和(3-巯基丙基)-三甲氧基硅烷凝胶溶胶

采用一种新颖的方法将(3 巯基丙基) 三甲氧基硅烷凝胶溶胶、纳米金和葡萄糖氧化酶自组装于金电极表面,制得了 高灵敏度的葡萄糖生物传感器.实验表明固定在三维网状的凝胶溶胶中的葡萄糖氧化酶和纳米金颗粒具有很强的稳定性并 且能够保持自身的活性.本实验采用Co(bpy)3 3作为电子媒介体,峰电流值与葡萄糖浓度在8.0×10-10～4.2×10-8mol/L 成线形关系,检测下线为3.0×10-10mol/L(S/N=3).     

Nanostructured multilayer thin films of multiwalled carbon nanotubes/gold nanoparticles/glutathione for the electrochemical detection of dopamine

In the present study, multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs), gold nanoparticles (AuNPs), and glutathione (GSH) were used to fabricate multilayer nanoscale thin films. The composite thin films were fabricated by layer-by-layer technique as the films were constructed by the alternate deposition of cationic and anionic polyelectrolytes. The MWCNTs were modified via a noncovalent surface modification method using poly(diallydimethylammonium chloride) to form a cationic polyelectrolyte. An anionic polyelectrolyte was prepared by the chemical reduction of HAuCl4 using sodium citrate as both the stabilizing and reducing agent to form anionic AuNPs. GSH was used as an electrocatalyst toward the electro-oxidation of dopamine. The constructed composite electrode exhibits excellent electrocatalytic activity toward dopamine with a short response time and a wide linear range from 1 to 100 μmol/L. The limits of detection and quantitation of dopamine are (0.316±0.081) μmol/L and (1.054±0.081) μmol/L, respectively. The method is satisfactorily applied for the determination of dopamine in plasma and urine samples to obtain the recovery in the range from 97.90% to 105.00%.     

基于MEMS的多参数传感器与检测系统设计

基于电化学电流检测原理,利用微机电系统(MEMS)技术、电极表面修饰技术以及酶固定化技术,制备了纳米颗粒增强的多参数生物传感器。采用恒电位微电流检测方法,设计制作了配合该系列传感器的多参数检测系统。以葡萄糖参数为例,验证了检测系统的性能,结果表明,该系统与传统电化学工作站测得的数据相比较,在0.5-22mmol/L范围内,相关系数达0.9943。     

Characterization of mechanothermally processed nanostructured ZnO

In this paper, the Taguchi method with an L₉(34) orthogonal array was used as experimental design to determine the optimum conditions for preparing ZnO nanoparticles via a mechanothermal route. ZnSO₄·H₂O and Na₂CO₃ were used as starting materials. The effects of milling time, Na₂CO₃/ZnSO₄·H₂O molar ratio, and ball-to-powder mass ratio (BPR) on the bandgap (E_g) of ZnO nanoparticles were investigated. The ranges of the investigated experimental conditions were 5–15 h for the milling time (t), 1.0–1.2 for the Na₂CO₃/ZnSO₄·H₂O molar ratio (M), and 10–30 for BPR. The milling time and BPR exhibited significant effects; an increase in milling time reduced the bandgap. The optimum conditions from this study were t₃ = 15 h, M₁ = 1, and BPR₂ = 20. Only two significant factors (t₃, 15 h; BPR₂, 20) were used to estimate the performance at the optimum conditions. The calculated bandgap was 3.12 eV, in reasonable agreement with the experimental results obtained under the optimized conditions.     

ZnO纳米片的水热合成及其光催化性能

目的以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和NaOH为原料,制备ZnO纳米粒子,并研究ZnO纳米材料的形貌对其光催化性能的影响。方法采用一步水热法合成ZnO片状纳米粒子,通过X-射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和拉曼光谱(Raman)等分析手段对合成产物的结构和形貌进行表征,探讨反应物摩尔比、水热温度和水热时间等合成条件对形成的ZnO纳米粒子形貌的影响,以及形貌演变机理。通过光催化分解水实验对所制备的ZnO纳米粒子的光催化性能进行测试。结果 Zn~(2+)/OH~-摩尔比为1∶4时,在100℃反应6h,可制得片状的纳米ZnO,其产氢量为313μmol·h~(-1)·g~(-1)。结论在本文制备的ZnO纳米材料中,ZnO纳米片的光催化性能优于短棒状和纤维状的ZnO粒子。