基于甲胎蛋白抗体和巯基丁二酰胺铜(II)共固定修饰电极的人血清中甲胎蛋白免疫传感器

研制基于甲胎蛋白抗体（Ab-AFP）和巯基丁二酰胺铜(II)(CuL)共固定修饰玻碳电极(GCE| Ab-AFP/TiO2/CuL)的免疫传感器,用于测定人血清中AFP抗原水平。该免疫传感器是利用溶胶-凝胶气相沉积技术,将AFP抗体分子固定在CuL修饰玻碳电极表面制备而成。电极表面的CuL具有电活性,对H2O2有良好的电化学还原催化。当该免疫传感器在含AFP样品的溶液中于25℃温育30min后,AFP抗原与Ab-AFP抗体分子的免疫结合物导致CuL的电子传递被部分阻碍,使CuL对H2O2 电催化还原的效率降低,电流值的下降量和AFP浓度成正比,可用于AFP定量测定。在 pH=6 的PBS中, 25℃温育30min的优化条件下,该传感器对AFP的检测线性范围为0.5~3.9和3.9~100ng/mL,检出下限为0.081 ng/mL。该免疫传感器制备过程比基于酶标抗体修饰传感器简单,尤其是对H2O2催化响应迅速,稳定性好,可以在磷酸盐缓冲溶液中稳定存放15 天。对于构建无试剂的免疫传感器和临床免疫分析提供了一种新颖的方法。     

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.     

DNAzyme在金电极上自组装电化学生物传感器的制备

利用巯基与金表面Au-S键的自组装技术,可以将巯基修饰的DNAzyme固定在金电极表面形成电化学生物传感器,并以含有[Fe(CN)6]3-/4-的磷酸缓冲液(PBS)作为电化学检测底液,利用循环伏安法初步研究该修饰电极的电化学行为和修饰过程的电化学表征.DNAzymes自组装膜的存在明显抑制了二茂铁与[Fe(CN)6]3-/4-之间的电子转移.结果表明,基于巯基修饰的DNAzyme在金电极表面能够发生自组装作用,在金电极表面形成较为稳固的自组装DNAzyme膜.     

石墨烯在金电极上固定方法的选择及免疫传感器的构建

分别利用重氮化法、滴涂法、非共价键合法及偶联法将石墨烯固定于电极表面,并对所得到的修饰电极进行电化学表征,分析结果显示重氮化法制备的石墨烯修饰电极性能更稳定,信号更灵敏,所以将其用于免疫传感器的制备.首先在金电极上制备对氨基苯硫酚和苯硫酚的混合自组装单分子膜(MSAM),再利用重氮化法将石墨烯固定在MSAM修饰电极表面,然后在其表面电沉积纳米金,最后通过金-氨键固定抗体(羊抗小鼠IgG),并对小鼠IgG进行了初步检测,线性范围为0.001～400μg/L,检测下限达到0.0014μg/L.结果表明,该传感器具有检测范围宽、灵敏度高的优良性能,在临床检验中具有广阔的应用前景.     

超氧化物歧化酶模型化合物在金电极上的分子自组装

采用3-巯基丙酸在金电极上自组装得到自组装单分子层(SAM),再利用DCC作酰胺键偶合剂,将超氧化物歧化酶(SOD)模型化合物Fe(IDB)Cl3(简称Fe-MSOD,IDB为N,N-二(2′-苯并咪唑甲基)亚胺)共价键合到自组装在金电极表面的3-巯基丙酸单分子层上,构筑了一种超氧化物歧化酶模型化合物分子组装体系膜修饰电极(Fe-MSOD/3-MPA/Au).采用电化学循环伏安法、交流阻抗法对该修饰电极进行了表征.初步探讨了此修饰电极的电化学氧化还原性质.     

基于酶与金-普鲁士蓝磁性纳米复合物修饰电极的制备及其对H_2O_2的响应

利用磁场作用将金-普鲁士蓝磁性纳米复合物(Au-PB)固定于磁性碳糊电极(MCPE)表面,进而通过金-氨键组装辣根过氧化物酶(HRP),根据Au-PB与HRP共同催化还原H2O2作用,制备了一种用于过氧化氢检测的修饰电极(MCPE/Au-PB/HRP).利用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)对电极的修饰过程进行了表征,初步研究了MCPE/Au-PB/HRP对不同浓度H2O2的响应性能,其检测灵敏度为42.28 m V/decade,线性响应范围为3.53×10-6³.53×10-3M,相关系数为0.998 6,检测下限为1.96×10-6M.所制备的修饰电极响应迅速、灵敏度高、检测范围较宽,适用于微量H2O2的快速检测,为有机磷农药传感器的制备奠定了基础.     

采用抗体包被纳米金多层自组装膜的HCG安培免疫传感器

研制了一种采用人绒毛膜促性腺激素抗体(anti-HCG)包被巯基丁二酰胺(HL)/纳米金(AuNPs)多层膜修饰金电极的免疫传感器(AU |{HL/AuNPs}n-anti-HCG),用于检测人唾液中的HCG.通过层层自组装技术在Au电极表面交替修饰多层{HL/AuNPs}n膜,再通过膜内的AuNPs吸附anti-HCG,构筑了HCG安培免疫传感器.以K3Fe(CN)6为探针,在pH 7.0的PBS缓冲液中加入HCG,随着HCG与电极表面anti-HCG发生特异性免疫反应,形成的抗原/抗体免疫复合物使得K3Fe(CN)6在电极表面的响应电流减小,减小量(Ip)与膜表面的免疫反应程度相关,以此作为HCG定量的依据.对各修饰电极表面进行了表征和定量分析.实验表明:该免疫传感电极中{HL/AuNPs}n膜内存在的大量AuNPs显著增加了anti-HCG吸附量,从而使得其HCG检测范围变宽(0.1～100 mg/L),检出下限为0.056 mg/L(3σ).     

基于金纳米棒/多壁碳纳米管-壳聚糖复合膜电极的肌红蛋白直接电化学和电催化研究

采用金纳米棒(AuNRs)/多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)复合膜促进肌红蛋白在电极上的直接电子转移,并用于构建H2O2生物传感器.首先将金纳米棒固定到玻碳电极表面,然后把MWCNTs-Chit分散溶液和肌红蛋白(Mb)固载到玻碳电极上,得到MWCNTs-Chit/Mb/AuNRs复合膜电极.通过循环伏安法对膜电极进行表征,在pH=7.0磷酸缓冲溶液中,Mb表现出一对峰形良好且可逆的氧化还原峰,其中氧化峰和还原峰电位分别为-0.291 V、-0.235 V,式电位(Eθ’)为-0.263 V.与此同时还探讨了修饰电极的电催化活性,结果表明其对H2O2具有良好的电催化还原作用,可作为检测H2O2的生物传感器.传感器对H2O2的米氏常数为0.0494 mM,线性范围为5.0×10-5～5.0×10-3M(R=0.986 7,n=10),检测限为3.2×10-6M(信噪比为3).     

基于巯基自组装膜的乙肝电化学免疫传感器

研制了以乙肝表面抗原(HBsAg)为检测对象的电化学免疫传感器.在金电极表面自组装半胱胺,戊二醛进行醛基化,最后通过竞争组装在自组装膜上同时固定乙肝表面抗体和硫堇,在PBS底液中以硫堇和辣根过氧化物酶(HRP)的还原峰电流的下降[△/p(%)]对乙肝表面抗原进行定性和定量的检测.结果表明,传感器具有良好的选择性,丙肝阳性对照血清对其无干扰△/p随HBsAg的质量浓度(P)的增加而增大.HBsAg的质量浓度在0.85×10~(-2)～5.12×10~(-2)μg/mL时,线性方程为△/p=5.19+1.56×ρ,相关系数为0.981 5;HBsAg的质量浓度在0.32～1.28μg/mL时,线性方程为△/p=17.05+0.075×ρ,相关系数为0.990 6.并取临床血清进行检测,探索该传感器应用于临床检验的可行性.     

基于L-半胱氨酸/纳米金固定酶的过氧化氢生物传感器

将L-半胱氨酸电聚合于金电极表面,通过静电作用和共价结合,吸附带负电荷的纳米金(nano-Au),最后再利用纳米金吸附固定过氧化物酶(HRP),制备了一种新型层层自组装的电流型过氧化氢(H2O2)传感器.采用交流阻抗和计时电流法对该传感器的性能进行了详细研究.实验表明,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性.在0.1 mol/L PBS(pH值6.5)缓冲溶液中,电位为0.3 V的实验条件下,该传感器对H2O2检测范围为3.5×10-6～5.9×10-3 mol/L,检测下限为9.6×10-7 mol/L(S/N=3).     

固定在Chit-SWCNTs-AuNRs膜中血红蛋白的直接电化学和电催化研究

用Chit-SWCNTs/AuNRs复合膜将血红蛋白固定在电极的表面做H2O2生物传感器,研究其直接电子转移和电催化性能.在0.1 mol·L-1pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,该复合膜电极有一对形态良好而且可逆的氧化还原峰,式电位为-0.313 V.电极上血红蛋白的表面覆盖度为(1.36±0.2)×10-9 mol·cm-2,由Laviron’s方程计算的该复合膜的表观异相电子转移速率常数为1.95 s-1.由复合膜电极对H 2O2的电催化还原,得到表观米氏常数为2.47×10-5 mol·L-1,说明复合膜电极对H 2O2有很好的亲和性.另外,该传感器对H 2O2响应迅速,有很好的稳定性和重现性.     

采用抗体包被金磁纳米微粒修饰电极的HIV p24/gp36安培联检芯片

研制了以聚碳酸酯为基底的双通道安培检测微流控免疫芯片,在其中分别集成了修饰有HIV核心抗原p24/gp36的单克隆一级抗体的纳米金修饰电极,并应用于人血清中p24和gp36抗原的同时分析.检测原理是:基于夹心免疫分析法,在电压驱动下,一次性加入含有p24和gp36样品及HRP酶标记的p24和gp36二级抗体溶液,与电极表面的一级抗体生成夹心免疫复合物;接着在体系中加入H2O2,以方波溶出伏安法检测免疫复合物上HRP催化H2O2的还原电流.在pH为6.2的磷酸缓冲液中,对HIV p24和gp36的检测时间均少于2 min,线性范围为0.5～400 μg/L,检测限为0.25 μg/L.该芯片集成了加样、分离和检测系统,检测时间短,灵敏度明显高于传统的酶联免疫吸附分析法,可应用于对艾滋病的旱期诊断和大范围筛查.     

壳聚糖-碳纳米管复合物修饰的过氧化氢生物传感器

以玻碳电极为基底,将壳聚糖-碳纳米管（CS-MWNT）复合物修饰于电极表面,然后利用氯金酸电沉积纳米金（nano-Au）,最后吸附过氧化物酶（HRP）,从而制备出性能良好的HRP/nano-Au/CS-MWNT/GCE过氧化氢生物传感器.用循环伏安法和计时电流法考察该修饰电极的电化学特性,发现该修饰电极对过氧化氢（H2O2）的还原有良好的电催化作用.实验结果表明：该传感器在7.0×10^-6mol/L-1.29×10^-2mol/L范围内对H2O2有良好的线性响应,线性相关系数R=0.9989,检测下限为2.3×10^-6mol/L（S/N=3）.此外,该传感器还具有较快的响应速率、较好的稳定性和重现性.     

基于酶生物催化沉积放大的日本血吸虫压电免疫传感器

提出了一种基于酶生物催化沉积放大的日本血吸虫压电免疫传感器.采用混合自组装单层膜技术在石英晶振金电极表面制备巯基丙酸(MPA)和巯基乙醇(ME)混合功能基底膜,通过偶联剂盐酸1 - 乙基 - 3 - (3 - 二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)及N - 羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化混合膜上富含的羧基基团用于日本血吸虫抗原(SjAg)的高效共价固定.通过夹心式免疫反应,将辣根过氧化酶(HRP)标记的羊抗兔二抗固定到晶体表面,利用HRP催化H2O2 氧化底物4 - 氯 - 1 - 萘酚在晶振表面形成不溶性沉积物,使免疫检测信号得以显著放大.在优化的实验条件下,该传感器可灵敏检测感染兔血清样中日本血吸虫抗体(SjAb)浓度(稀释比)的线性范围是1∶10 000～1∶100,可望用于日本血吸虫病的早期临床诊断.     

基于聚多巴胺膜包覆的磁性纳米复合材料构建的新型免疫传感器研究

本文为探讨构建有较高的选择性和稳定性及灵敏性的用于检测甲胎蛋白(AFP)的新型非标记电流型免疫传感器。本实验采用基于多巴胺的自聚合反应,在PB-Fe3O4表面形成聚多巴胺膜,置于氯金酸溶液中修饰纳米金,制得具有富磁性纳米复合材料-纳米金/聚多巴胺/普鲁士蓝/四氧化三铁(Au-Dopa-PB-Fe3O4);将纳米复合材料滴涂于玻碳电极表面,利用纳米金将甲胎蛋白抗体固定化,并用牛血清白蛋白(BSA)封闭电极表面非特异结合位点,构建出一种新型甲胎蛋白免疫传感器。结果显示,该纳米复合材料采用FT-IR、XRD和TEM进行表征,聚多巴胺包覆层能有效增加普鲁士蓝稳定性,并为电极表面保持免疫蛋白的活性提供了良好的微环境,同时,纳米金具有很好的生物相容性及比表面积,能增加免疫蛋白的固载数量,从而增强免疫传感器的灵敏度。由此可知,在优化条件下,免疫传感器对甲胎蛋白的检测范围为0.05 ng~30 ng/m L检出限为0.02 ng/m L。此外,该免疫传感器表现出较高的选择性和稳定性及灵敏性。     

基于聚乙烯吡咯烷酮/纳米金固定辣根过氧化物酶的生物传感器

在金电极上电沉积聚乙烯吡咯烷酮,形成一层中性聚合物界面,通过吸附自组装一层纳米金,用于静电吸附固定辣根过氧化物酶,最后用聚乙烯基吡啶-溴癸烷封端修饰好的电极,从而制得了新型过氧化氢生物传感器.探讨了电极的工作电位、介体浓度、pH值对电极响应的影响,并考察了电极的线性范围.该传感器在H2 O2浓度为2.8×10-6～3....     

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.     

电位控制辣根过氧化物酶在玻碳电极上的组装及H2O2的检测

研究了一种在聚硫堇修饰玻碳电极上利用电位控制组装辣根过氧化物酶(HRP)的新方法.首先将硫堇(TH)电聚合到玻碳电极(GCE)表面,形成均匀的带正电荷的导电聚合膜,再通过调节溶液的酸度使HRP带负电荷,利用电位控制的方法在硫堇聚合膜(PTH)上组装HRP, 通过循环伏安法和电化学交流阻抗法对HRP的整个组装过程进行表征.在优化的实验条件下,采用计时电流法将HRP修饰电极用于H2O2检测,结果表明,在2×10-5～2×10-2 mol·L-1范围内HRP修饰电极的响应电流与H2O2浓度呈良好的线性关系,该研究对各类酶传感器、免疫传感器的设计与制备具有重要意义.     

基于聚氨基吡啶膜固定纳米金/硫堇/纳米金的过氧化氢生物传感器

研究了在铂丝电极上电聚合一层带正电的2氨基吡啶膜,然后再利用层层自组装技术固定纳米金、电子媒介体硫堇及辣根过氧化氢酶,从而制备了由辣根过氧化氢酶/纳米金/硫堇/纳米金/聚2氨基吡啶膜修饰的酶生物传感器.实验中探讨了聚合层数、温度、pH值等对电极响应的影响.结果表明该传感器在H2O2浓度6·0×10-7~1·3×10-3mol/L范围内呈线性响应,检出限为2·1×10-7mol/L.此外,该传感器具有好的稳定性和选择性,能有效排除抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖等常见物质的干扰.     

纳米金在DNA电化学传感器中的应用研究

利用自组装单分子膜原理,通过层层组装的方法将金纳米粒子(AuNPs)和DNA探针分别固定到金电极表面制备成探针电极。结果表明纳米金可以使响应电流大大增强,有利于提高检测的灵敏度;同时DNA自组装到纳米金修饰的金电极上,形成一层致密的分子膜,可使响应电流下降。