生物大分子电化学传感器的研究进展

生物大分子电化学传感器是围绕生物大分子的检测分析研究而开发出来的一系列电化学传感器,在这些传感器中尤其是以纳米间隙电化学传感器性能最为优异,在实际的检测研究中表现出超高灵敏度、微型化、较好的选择性、所需检测样品少、检测速度快、非常便捷等明显优势,因而受到了研究人员的极大关注.本文简单介绍了生物大分子电化学传感器的原理、分类、加工技术及特点,着重分析了间隙电化学传感器较比常规电化学传感器所具备的优越特点.综述了近十年来生物大分子的检测研究进展,特别是纳米间隙电化学传感器在生物大分子检测研究中的应用,并对生物大分子电化学传感器的研究和开发进行展望.     

电化学DNA传感器研究进展

电化学DNA传感器是一种新型的生物传感器,对其基本原理、组成及其在基因检测、基因疾病诊断药物机理研究等方面作了介绍,并对其发展趋势进行了展望.     

基于聚吡咯的基因电子学:电化学DNA生物传感器

导电聚吡咯因其特殊结构和优异物化性能,成为构建电化学DNA生物传感器的一种新的介导材料,同时为未来基因电子学的发展提供了新的思路.综述了近年来聚吡咯在电化学DNA生物传感器中的实际应用,讨论了聚吡略电化学DNA生物传感器构建中的电极选择、电极修饰及DNA探针固定化策略;结合微阵列、微流控技术及纳米材料,对聚吡咯电化学DNA生物传感器的研究动向和应用做了探讨性展望.     

直接电化学酶传感器的研究进展

电化学生物传感器是电化学、电分析化学以及生物学等多学科交叉的产物,是一种全新的检测仪器,具有快速、灵敏和价廉等特点,在食品发酵工业、临床医学、环境监测、军事等领域有着重要的应用价值.简述了电化学生物传感器的基本原理和分类、电流型生物传感器的发展和特点以及直接电子转移的基本原理,并深入探讨了基于纳米材料等各种新型功能材料的直接电化学酶生物传感器的研究进展.     

电化学DNA传感器研究进展

电化学DNA传感器是一种新型的生物传感器，对其基本原理、组成及其在基因检测、基因疾病诊断药物机理研究等方面作了介绍，并对其发展趋势进行了展望．     

多壁碳纳米管修饰的DNA电化学传感器

基于DNA/ZrO2/MWCNT/GCE结构制备高灵敏度的DNA电化学传感器.室温下应用电化学方法将氧化锆多孔薄膜沉积至多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)上.多壁碳纳米管(MWCNT)大的比表面积、良好的电子传递性能、氧化锆的生物相容性和对DNA极好的吸附能力,能够显著提高DNA探针的固定量和DNA杂交的检...     

基于金-普鲁士蓝复合纳米粒子的电流型DNA传感器的制备

在玻碳电极(GCE)表面依次电聚合硫堇膜(PTh)、电沉积金-普鲁士蓝复合纳米粒子(PB-Au)和金纳米粒子(GN),利用GN比表面积大和生物相容性好的特性,进而固定单链DNA(ssDNA),制备一种电流型DNA传感器(GCE/PTh/PB-Au/GN/ssDNA).利用电化学交流阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)对电极的修饰过程进行表征,以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,利用微分脉冲伏安法(DPV)对DNA进行检测.结果表明,所制备的DNA传感器可以对DNA进行灵敏检测,在1.0×10^-14~1.0×10^-6 mg/L范围内,DPV的峰电流与DNA质量浓度呈良好线性关系,工作曲线斜率为-13.4 μA/decade,相关系数为0.994,检测下限为1.0×10^-14 mg/L.所制备的传感器灵敏准确,不仅可用于基因检测,而且对重金属离子及其他有机污染物的检测也有重要研究价值.     

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.     

电化学传感器及其在重金属检测中的应用

重金属污染因其具有持久性、生物富集性和毒性而备受关注.相比于传统检测重金属的方法,电化学传感器具有成本低、灵敏度高、操作简便、易携带等优点,更适于现场检测.文章从电化学传感器的构建原理出发,系统介绍了电化学传感器的种类、制备工作电极的材料以及用以修饰电极的各种材料,分析了用这些材料制备的电化学传感器在重金属检测中的优缺点,指出在实践过程中需要对工作电极和修饰材料进行选择和优化,耐用性强、微型化、自动化、多功能化将是电化学传感器今后的主要发展方向.     

直接电化学酶传感器的研究进展

电化学生物传感器是电化学、电分析化学以及生物学等多学科交叉的产物,是一种全新的检测仪器,具有快速、灵敏和价廉等特点,在食品发酵工业、临床医学、环境监测、军事等领域有着重要的应用价值。简述了电化学生物传感器的基本原理和分类、电流型生物传感器的发展和特点以及直接电子转移的基本原理,并深八探讨了基于纳米材料等各种新型功能材料的直接电化学酶生物传感器的研究进展。     

The Escherichia coli O157:H7 DNA detection on a gold nanoparticle-enhanced piezoelectric biosensor

This paper presents development of a quartz crystal microbalance （QCM） biosensor for real-time detection of E. coil O157：H7 DNA based on nanogold particles amplification. Many inner Au nanoparticles were immobilized onto the thioled surface of the Au electrode, then more specific thiolated sin- gle-stranded DNA （ssDNA） probes could be fixed through Au-SH bonding. The hybridization was induced by exposing the ssDNA probe to the complementary target DNA of E. coli O157：H7 gene eaeA, then resulted in a mass change and corresponding frequency shifts （ △f ） of the QCM. The outer avidin-coated Au nanoparticles could combine with the target DNA to increase the mass. The electrochemical techniques, cyclic voltammetry （CV） and electrochemical impedance spectroscopy （EIS） were adopted to manifest and character each step. The target DNA corresponding to 2.0×10^3 colony forming unit （CFU）/mL E. coil O157：H7 cells can be detected by this biosensor, so it is practical to develop a sensitive and effective QCM biosensor for pathogenic bacteria detection based on specific DNA analysis. The piezoelectric biosensing system has potential for further applications, such as food safety and environment monitoring, and this approach lays the groundwork for incorporating the method into an integrated system for in-field bacteria detection.     

基于Au@SiO_2纳米复合材料构建新型的DNA电化学传感器

合成了金包二氧化硅纳米复合材料(Au@SiO2),并将其修饰于玻碳电极表面,固定上DNA探针后构建了一种新型的DNA电化学传感器.采用循环伏安法、差分脉冲伏安法(DPV)对于复合材料的电化学性能进行了研究.以5.0 mmol/L的[Fe(CN)6]3-/4-溶液为探针,分别对DNA的固定温度、固定时间、杂交温度以及杂交时间等试验条件进行了优化.结果表明:在优化条件下,利用DPV测定,目标DNA浓度的对数与峰电流在1.0×10-13¹.0×10-10mol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.995,检出限为1.0×10-15mol/L.该方法具有简单、快速、灵敏等优点.     

基于Pt-Au-MoS2-ITO传感器对于H2O2的还原检测

实验探究了二硫化钼（MoS₂）作为一种新型材料与贵金属纳米粒子金（Au）、铂（Pt）的复合基底对于过氧化氢（H₂O₂）的还原性检测,采用氧化铟锡导电玻璃（ITO）作为电极,制备出了基于Pt-Au-MoS₂-ITO的生物传感器,为H₂O₂还原性检测的便携性操作打下了基础.实验采用电化学沉积的方法制备材料,同时使用循环伏安（CV）法、计时电流法等传统电化学手段表征了传感器电化学性能,采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）来表征传感器表面形貌.建立了用于H₂O₂还原检测的、具有高检测限、高灵敏度和宽检测范围的传感器.     

以纳米金为介质的无标记电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

利用电沉积方法将纳米级的金溶胶沉积在玻碳(GC)电极表面,再自组装固定甲胎蛋白抗体(anti-AFP),研制成AFP免疫传感器.研究了电极修饰过程中的纳米金沉积时间、抗体吸附时间、测试液pH值、温度等实验条件和参数对传感器性能的影响.该传感器在AFP浓度为2~60 ng/mL的范围内有良好的线性关系并且制作简单,响应快,能满足实际测定的要求.     

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.     

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。     

基于石墨烯-金纳米粒子复合材料的DNA生物传感器

以柠檬酸钠为还原剂和稳定剂制备石墨烯 金纳米粒子复合材料, 复合材料被柠檬酸钠羧基化后与末端氨基修饰的DNA发生键合, 制备DNA探针, 并以蒽醌-2-磺酸钠（AQMS）为杂交指示剂检测DNA序列的特异性. 结果表明: 基于石墨烯-金纳米粒子修饰的DNA传感器可选择性区分单碱基错配的目标DNA序列; 该传感器具有较高的特异选择性.     

水-有机混合介质中电流型生物传感器对葡萄糖的响应

利用自组装单分子层(SAMs)/普鲁士蓝(PB)/壳聚糖(Chit)界面固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建酶生物传感器,对传感器在极性非质子有机溶剂如乙腈(AN)、二甲基亚砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)存在条件下的电化学特性进行了研究,考察了有机溶剂体积分数对传感器响应的影响。结果表明,传感器在50%(体积分数)AN中的电流响应可达到磷酸缓冲溶液(PBS)中的73%。传感器响应速度快、重现性好、抗干扰能力强,展现了高的灵敏度(57.3mA.M.cm-2)。该传感器用于血清标本中葡萄糖的检测,测定结果与市售葡萄糖酶光度测定试剂盒测定结果相吻合。