纳米金的制备、表征及应用研究

纳米金材料基于其良好的光学和电子学特性,近年来已成为科学家们研究的热点之一。实验以氯金酸为原料,柠檬酸三钠为还原剂,采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液,利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征,结果表明:纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。利用自组装单分子膜原理,通过层层组装将纳米金粒子和DNA探针依次固定到玻碳电极表面制备探针电极,利用电化学工作站检测其信号,结果表明纳米金标记DNA探针可显著增强目标DNA的检测信号,提高检测的灵敏度,并使响应电流增强。     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

噻吩羧酸在金表面的自组装膜及其电化学性质

研究了具有平面环状共轭体系的硫杂环化合物噻吩羧酸在金表面的自组装单分子膜及其修饰金电极的电化学行为．以Fe(CN)6^4-/3-为“探针”离子，用循环伏安法对自组装膜的形成、电极界面电容及其组装机理进行了研究．结果是噻吩羧酸在Au上的覆盖度约为95％，金电极的界面微分充电电容由修饰前的0．294μF／cm^2下降到0．167μF／cm^2，由此可见噻吩羧酸在金表面形成了致密的单分子膜．     

纳米金修饰电极和探针载体的DNA电化学发光分析方法研究

提出以纳米金修饰电极和以纳米金粒子作DNA探针载体的电化学发光检测DNA新方法.首先将纳米金自组装在金电极上,再将含巯基的目标ss-DNA固定于纳米金修饰的电极上,然后与以纳米金粒子作载体的电化学发光DNA探针进行杂交反应,将此电极做工作电极,在含有三丙胺的溶液中进行电化学发光测量.在选定实验条件下,检测囊肿纤维DNA片断(20 base)的线性范围为1.0×10-12~1.0×10-9mol/L,相关系数为0.9954,检出限为5.0×10-13mol/L.实验结果表明,纳米金具有较大的比表面积,可增强DNA在电极上的固定量,从而增强电化学发光检测信号,提高方法的灵敏度.     

Au纳米粒子修饰金电极测定痕量铜

采用方波溶出伏安法,以自组装单层保护Au纳米粒子修饰金电极为工作电极测定铜离子;实验结果表明:在0.2 mol/L的NaCl体系下,富集电位为-0.25 V,Au纳米粒子修饰金电极测得铜的峰电流值为9.746×10~(-8)A,裸金电极的峰电流值为2.335×10~(-8)A;经过修饰后的金电极峰电流明显大于裸金电极的峰电流,且随Au纳米粒子组装时间增加,修饰后的金电极测出的峰电流也明显增大。     

基于金纳米粒子/石墨烯修饰电极的电化学DNA阻抗传感器的制备

报道了一种基于金纳米粒子/石墨烯修饰玻碳电极的电化学DNA阻抗传感器.首先在玻碳电极表面修饰一层石墨烯,然后通过电化学方法在石墨烯表面沉积一层金纳米粒子,探针DNA(含巯基)通过金硫键连接在金纳米粒子表面.电化学阻抗技术用于DNA传感器的组装表征及其特殊序列DNA的检测.在最佳的实验条件下,传感器响应信号与互补靶DNA浓度的对数在1.0×10-12-1.0×10-7M呈良好线性关系,其线性回归方程:ΔRct(Ω)=1526.6+109.9lgC,相关系数R为0.9970,检出限为3.5×10-13M(S/N=3).此外,该传感器具有良好的选择性,它能识别单碱基错配序列的靶DNA.     

运用交流阻抗技术直接监测DNA杂交

介绍了基于交流阻抗技术构建非标记型脱氧核糖核酸（DNA）杂交传感器的方法.以24个碱基长度的寡聚DNA作为实验对象，将5′端巯基化的单链寡聚DNA（SH-ssDNA）探针与巯基乙酸（RSH）同时自组装到金电极表面，形成杂交识别层，利用交流阻抗技术测量出杂交前后金电极表面电子传递电阻R_et的增量作为杂交信号.实验中对DNA探针的自组装时间、杂交温度、杂交时间和阻抗测量液等实验条件进行了观察和优化；通过选择自组装液中SH-ssDNA探针和RSH的浓度，减少DNA在金电极表面的非特异性吸附，同时保证金电极表面自组装的SH-ssDNA探针有合适的疏密度，提高了杂交效率.在各优化条件下，无需扩增杂交信号，此非标记型DNA杂交传感器的检测下限为3.0×10^-14mol/L；和完全互补序列相比，一个和三个碱基错配序列分别产生55.6%和1.3%的杂交信号.     

抗体在自组装单分子膜上的共价键固定化及其传感性能研究

在单晶金片电极上制备了巯基十一酸[SH(CH2)10COOH]自组装单分子膜，利用1-乙基3-(3-二甲氨基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)，将抗体(纯化羊抗小鼠IgG)以共价键形式固定在金电极上，分别测定了裸金电极、自组装单分子膜电极、抗体膜电极的电位响应，最后根据抗原、抗体反应前后电极电位的变化，对游离抗原进行检测，电极检测下限可达0．5／μg／L，检测范围为0．5～12μg／L．     

探针作用下自组装膜的分子动力学模拟

用分子动力学模拟的方法研究了在金探针作用下沉积在金(111)表面的十六烷基硫醇自组装膜的纳米摩擦特性.整个模拟过程包括平衡、压缩和扫描3个阶段.结果表明,在压缩阶段,随着探针和膜之间距离的减小,和探针相邻近分子的倾角增大,势能也随之增大.在扫描阶段,膜出现连续滑移,且S层随着扫描方向被拖动,甚至被破坏.     

基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,通过共沉淀作用在氧化石墨烯表面生成磁性Fe3O4纳米微粒,经硅烷化修饰巯基,将金纳米颗粒自组装到复合材料中,得到磁性氧化石墨烯复合金纳米颗粒,将其滴涂在金电极表面,以氯霉素为模板分子,通过溶胶-凝胶法将分子印迹膜修饰到金电极上,制得氯霉素分子印迹电化学传感器,并对制备电化学传感器进行条件优化和电化学性能研究。结果显示,基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素的线性范围为2.5×10-9~5.0×10-6mol/L,检出限为8.0×10-10mol/L。     

基于金纳米的第3代平面型葡萄糖传感器的研究

在制备亲水金纳米颗粒的基础上，与明胶一起固定葡萄糖氧化酶（GOD），制得具有纳米增强效应的葡萄糖传感器。实验表明：纳米颗粒能够大幅度地提高固定酶的催化活性，提高响应灵敏度，且电极响应迅速，一般在5s之内就能测得稳定的电流响应值。讨论了纳米颗粒在酶固定化及其对葡萄糖响应中所起的作用，为基于直接电子传递的第3代生物传感器折研制和开发、以及扩展纳米颗粒的应用领域提供了技术参考信息。     

Cu2+配位桥联作用组建荧光性多层膜

借助Au—S化学键的作用,在金基底上组装DL-半胱氨酸(Cys),形成单层自组装膜Cys／Au．然后,利用Cu^2 的配位桥联作用,将卜萘胺乙酸(NAA)组装于Cys／Au上,构建一种新型的自组装多层膜NAA／Cu／Cys／Au．文中采用电化学、荧光光谱、电子能谱等方法表征自组装膜的结构,采用电化学阻抗谱技术和循环伏安法研究该荧光性自组装膜的性能．结果表明,基于铜离子配位作用的NAA／Cu／Cys／Au膜与基于静电作用制得的双层膜NAA／Cys／Au相比,具有更好的导电性。     

L-半胱氨酸自组装单层膜修饰金电极测定抗坏血酸

选用L-半胱氨酸(L-Cys)通过S-Au键修饰到金电极上形成L-半胱氨酸自组装单分子膜修饰金电极(L-Cys/Au),探讨了该电极形成机理并发现它对抗坏血酸具有电催化作用.进而利用示差脉冲伏安法对各种样品中的抗坏血酸含量测定,结果令人满意.     

ED/Au/I-复合物修饰电极在细胞色素C测定中的应用

该文报道了一种采用纳米材料制备修饰电极的新方法，制作了乙二胺/Au溶胶/I^-（ED/Au/I-）复合物修饰的碳纤维微柱电极，并研究了该电极的化学行为。实验结果表明，该微电极对细胞色素C具有良好的催化还原特性，在6.5×10^-7mol/L~1.2×10^-5mol/L浓度范围内，还原峰电流与细胞色素C浓度呈现良好的线性，检测限为3.2×10^-7mol/L；同时，该微电极具有选择性高，体积小和稳定性好等特点，适用于生命科学的研究，为细胞凋亡的病例、药理研究提供了新的数段和方法。     

检测色氨酸的免标记生物传感器研制

利用Au-S化学键的作用,在金基底上组装L-半胱氨酸(L-Cys),通过铜离子的配位作用,构建Cu2 /L-Cys/Au自组装膜.考察该自组装膜的组装条件、电化学特征、重现性与稳定性,研究不同浓度的L-色氨酸中膜的识别能力和识别选择性.结果表明,自组装膜具有对L-色氨酸识别的选择性,在不同浓度的L-色氨酸中,膜的电化学阻抗会发生明显变化.因此,利用该膜对L-色氨酸(L-Try)的选择性识别引起电化学阻抗变化的特性,可构建一种新型的免标记电化学阻抗法色氨酸传感器.     

二茂铁巯酯的合成表征及电化学还原

以二茂铁和4-碘苄醇为起始原料,合成一种新的二茂铁巯酯化合物,利用电化学方法进行还原水解,使其自组装修饰在金电极表面.实验结果表明:利用电化学还原,可以将二茂铁巯酯化合物还原为巯基化合物,并在金电极表面形成自组装膜.在空白溶液中,修饰电极的峰电流随扫速线性变化.表面覆盖量为3.77×10-10mol·cm-2,是单分子层吸附数量级.     

新型量子点修饰金电极的制备及其在检测多巴胺中的应用

用3-巯基丙酸(MPA)包覆的碲化镉量子点(CdTe QDs)在金电极上进行自组装,制备了CdTe QDs修饰金电极(CdTe QDs/Au E)。利用循环伏安法研究此修饰电极的电化学行为,以[Fe(CN)6]3-/4-为探针,考察了CdTe QDs自组装膜修饰金电极的电化学性质。而且研究了多巴胺(DA)在此电极上的电化学行为,结果表明:DA在此修饰电极上可被电催化氧化。差分脉冲伏安(DPV)氧化峰电流与DA浓度在1.00×10-9～6.40×10-5mol/L范围内呈线性关系,检出限为3.30×10-10mol/L.     

电流型DNA传感器检测Pb~(2+)对DNA的损伤

在玻碳电极(GCE)表面依次电聚合硫堇(PTh)膜、电沉积普鲁士蓝包金纳米粒子(PB@Au)、电沉积纳米金粒子(Au NPs),利用Au NPs大的比表面积和良好的生物相容性,进而固定双链DNA(dsDNA),制备一种电流型DNA传感器(GCE/PTh/PB@Au/Au NPs/dsDNA).利用电化学交流阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)对dsDNA修饰电极进行表征,以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,利用微分脉冲伏安法(DPV)对Pb2+对DNA的损伤进行了检测.结果表明,利用所制备的GCE/PTh/PB@Au/Au NPs/dsDNA可以高灵敏地测定铅金属离子对dsDNA损伤的程度,在25⁴5℃温度范围内,Pb2+对DNA的损伤速度随着温度升高而加快,Pb2+浓度越大对DNA的损伤越严重,即使微量的Pb2+对DNA也有明显的损伤.所制备的传感器灵敏准确,可用于其他重金属离子的检测以及基因损伤的研究.     

劳氏紫在DNA修饰的金电极上的电化学行为

使用循环伏安和交流阻抗技术研究了劳氏紫在纳米金和单双链DNA修饰的金电极表面的电化学行为．劳氏紫在纳米金和DNA修饰的金电极表面显示了良好的氧化还原电特性．纳米金在金电极表面的修饰改善了劳氏紫的氧化还原特性．循环伏安结果显示劳氏紫和双链DNA的作用比和单链DNA的作用更强,其结果使电位发生更大的正移并使氧化还原峰电流有所增大．劳氏紫和双链DNA的这种相互作用对于基因药物的设计有重要的意义．这种作用也被交流阻抗研究结果所证实．