一种基于石墨烯基丝网印刷电极的免标记DNA生物传感器

作者基于色胺功能化的石墨烯修饰的丝网印刷电极构建了一种新型的快速、便携、低成本的免标记电化学生物传感器,用于检测目标DNA单链.研究使用还原氧化石墨烯和色胺通过π-π作用结合,使用戊二醛将其固定到电极表面,并连接氨基修饰的单链DNA探针,制成传感器.运用XPS、拉曼光谱、荧光光谱、高分辨率透射电镜、原子力显微镜等手段表征其组成、形貌以及相互作用.电化学阻抗谱用于表征传感器的测试性能等.本课题构建的DNA生物传感器具有高灵敏度和特异性,检出限低达10~(-11) mol/L,线性区间为10~(-7)～10~(-11) mol/L.     

基于聚乙烯亚胺功能化石墨烯的高灵敏电化学阻抗传感方法用于血清中mircoRNA-155检测

建立血清中癌症标志物microRNA-155的高灵敏电化学检测方法.采用一步法制备了聚乙烯亚胺功能化的石墨烯,通过静电相互作用制备了金纳米粒子功能化的石墨烯复合物.将该复合物用作电极基底材料,基于金纳米粒子与DNA捕获探针上的SH基团之间形成的强烈的S-Au键可将DNA捕获探针固定到电极表面.通过DNA捕获探针对microRNA-155的特异性识别作用可特异性地捕获待测样品中的microRNA-155分子.利用生物分子对电极表面电子传递的阻碍作用,从而实现对microRNA-155分子的电化学阻抗传感器的构建.在最优条件下,该传感器的阻抗值与microRNA-155的浓度的对数值在1~1000 nmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.51 nmol/L(S/N=3),可实现实际血清样品中的microRNA-155的灵敏快速检测.     

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.     

基于多壁碳纳米管增敏的2,4-D二氧化硅凝胶分子印迹电化学传感器的构建

采用电聚合方法,在壳聚糖分散的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面制备了对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)具有特异性识别位点的SiO_2凝胶分子印迹薄膜.用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、差示脉冲伏安法(DPV)和扫描电子显微镜(SEM)对SiO_2凝胶分子印迹膜进行了表征,对印迹传感器的选择性、稳定性和重现性进行了研究和探讨.结果表明,当2,4-D的浓度在1.0×10~(-9)～1.0×10~(-5) mol·L~(-1)范围内,探针分子电流与浓度的负对数呈现良好的线性关系,线性回归方程为I(μA)=-0.979 1gC+10.533,相关系数为r=0.9957,检测限为0.48 nmol·L~(-1).用于苹果表皮上2,4-D的含量检测,结果令人满意.     

基于四氧化三钴-石墨烯纳米复合材料的电化学DNA传感器

以离子液体碳糊电极(CILE)为基底电极,四氧化三钴-石墨烯(Co_3O_4-GR)纳米复合材料为修饰剂制备了一种新型电化学DNA传感器,并应用于副溶血弧菌tlh特征序列测定.利用壳聚糖(CTS)将Co_3O_4-GR复合材料固定在CILE表面,然后将探针ssDNA序列通过吸附法固定在CTS/Co_3O_4-GR/CILE上,与目标ssDNA序列发生特异性的分子杂交反应,以铁氰化钾为电化学信号分子,根据杂交反应前后伏安信号的差异实现了对目标ssDNA检测的目的,建立相应的工作曲线,求解线性范围和检测限等分析参数.由于复合材料具有大的比表面积故能够增加探针ssDNA的负载量,其高导电性有效地提高电化学响应信号.在最佳实验条件下使用差分脉冲伏安法可对1.0×10~(-14)~1.0×10~(-6)mol/L浓度范围的目标ssDNA序列进行检测,检测限为3.3×10~(-15)mol/L(3σ),该DNA传感器可有效识别单碱基和三碱基错配序列,具有良好的应用前景.     

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.     

基于氧化石墨烯构建新型荧光生物传感器用于DNA检测

以氧化石墨烯作为荧光猝灭基底,羧基荧光素标记的DNA探针作为识别元件,设计了一种用于检测单链DNA的新型荧光生物传感器,通过测定荧光探针分子和目标DNA作用前后体系的荧光强度变化实现特定序列单链DNA的定量检测.在该方法中,荧光强度恢复值与目标DNA浓度在20～1 000 pM范围呈线性关系,检测限为0.11 pM.该...     

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.     

基于电聚合没食子酸材料的氧氟沙星电化学传感器

通过电聚合法一步制备了聚没食子酸材料修饰玻碳电极(Poly(GA)/GCE),构建了一种简单、灵敏的电化学传感器用于测定氧氟沙星(OFL).扫描电镜(SEM)图像研究表明,没食子酸聚合物成功修饰到玻碳电极表面.用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)研究了电极的电化学性能,发现修饰电极阻抗减小并且对OFL的电流响应显著增强.在优化了电聚合循环次数、没食子酸浓度等电化学参数后,该传感器线性范围为1.0～100μmol·L~(-1),灵敏度为2 704,检出限为0.3μmol·L~(-1)(S/N=3).该传感器具有电流响应快、重复性好、稳定性好等优点,可用于药物和生物样品中OFL的测定.     

特丁基对苯二酚印迹电化学传感器的构建及性能研究

采用电聚合法,以含有吡咯和特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinone,TBHQ)的高氯酸钠溶液为电解液,在羧基化多壁碳纳米管(MWCNT)修饰的玻碳电极(GCE)表面构建TBHQ分子印迹电化学传感器。所构建的TBHQ分子印迹电化学传感器的导电性以及对TBHQ分子的线性响应、特异性、稳定性以及重复性等采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)和差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)等手段进行表征。结果表明,在TBHQ浓度分别为2×10~(-8)～1×10~(-5 )mol·L~(-1)和1×10~(-5)～1×10~(-4 )mol·L~(-1)两个区间内,所构建的分子印迹电化学传感器呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.995和0.996,检出限达1×10~(-8 )mol·L~(-1)。此外,该传感器在实际样品中的TBHQ回收率为93%～102%。     

分子印迹传感器对标本中塑化剂直接快速检测

本文构建了能够快速检测邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)的分子印迹电化学传感器.首先利用分子印迹技术以热聚合的方法制备了分子印迹聚合物颗粒(MIPs);然后将优化的MIPs与琼脂糖溶液混匀固定在玻碳电极表面制备成DINP分子印迹电化学传感器;传感器可以特异性结合模板分子DINP且其电化学信号与DINP的浓度相关.再利用传感器检测样品中DINP的含量,检测过程不需要样本前处理,可以用于现场直接检测.该方法的线性方程为ΔI=0.03c+3.07,相关系数R~2=0.998,线性范围5×10~(-8)~1×10~(-6),mol/L,检测限为2.7×10~(-8),mol/L,在实际样品中的加标回收率为105.3%,~115.7%,.     

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.     

基于Au@Ag/PPy复合纳米材料固载葡萄糖氧化酶的葡萄糖电化学传感器的构建

制备了一种基于Au@Ag/PPy复合纳米材料固载葡萄糖氧化酶(GOD)的葡萄糖电化学传感器,并将其用于葡萄糖的检测.利用循环伏安法和差示脉冲法对电化学传感器的电化学行为进行研究,探讨了扫速、溶液pH对传感器峰电流的影响.结果表明,制备的电化学传感器对葡萄糖具有良好的电化学响应,在pH=7.0的条件下,电流响应信号与葡萄糖的浓度在2.3×10~(-7)~1.3×10~(-4)mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检测限达到7.7×10~(-8)mol·L~(-1)(S/N=3).利用制备的葡萄糖电化学传感器对人血清中葡萄糖浓度进行检测,回收率达到98.0%~103.0%.     

基于氮掺杂多孔碳及PoPD电化学免疫传感器的构建

氮掺杂多孔碳具有良好的生物相容性,聚邻苯二胺具有丰富的氨基以及亚氨基,能提高电化学免疫传感器的性能。本文构建了一种具有较高选择性和稳定性以及灵敏性的无标记型电化学免疫传感器用于检测甲胎蛋白(AFP)。基于氮参杂多孔碳/聚邻苯二胺修饰电极表面,采用循环伏安(CV)及交流阻抗法(EIS)研究了修饰电极表面的电化学特性。在优化的条件下,该电化学免疫传感器的相应电流与AFP的浓度在0.005-100 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,检测限为0.0006 ng/mL。新型电化学免疫传感器可为临床应用提供潜在的应用。     

基于离子液体功能化碳纳米管负载金-铂纳米粒子的过氧化氢传感器

采用电化学沉积法将金-铂纳米粒子(Au-PtNPs)负载到离子液体功能化的碳纳米管(MWCNTs-IL)表面,构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)传感器,采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对修饰电极进行表征.结果表明,电极表面双金属纳米粒子的存在极大地提高了电极的电化学性能,在最优实验条件下,过氧化氢的浓度与电流在1.0×10-9~1.2×10-7 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限为4×10-10 mol·L-1.     

功能化石墨烯-离子液体修饰电极的制备及对芦丁的检测

基于功能化石墨烯和离子液体构建了一种新型的电化学传感器.采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对复合材料和修饰电极进行表征.结果表明,电极表面石墨烯和离子液体极大地提高了芦丁的电化学响应,在最优实验条件下,芦丁的浓度与电流在1.0×10~(-8)～8.0×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限为3.3×10~(-9) mol·L~(-1)(S/N=3).     

纳米金生物传感器的制备及其在汞离子检测中应用

基于T-Hg2+-T结构,在纳米金修饰电极(AuNPs/Au)表面构建了一种灵敏检测Hg2+的电化学生物传感器.首先,在金(Au)表面电沉积AuNPs作为基底,增加ssDNA的引入量,50℃下硫堇(Th)依靠T和Hg2+的特异性结合迅速嵌入ssDNA双螺旋内部,基于插入的电化学信号测定Hg2+.在最佳条件下,传感器对Hg2+检测的线性范围为10～100 nmol·L-1,检出限低至7.4 nmol·L-1.传感器展现出良好的选择性.     

铜/石墨烯新型电化学传感器检测性能的研究

检测水中硝酸根离子和亚硝酸根离子浓度的方法很多，如高效液相色谱、分光光度计、色分析法等。电化学传感器凭借响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点成为检测新技术的研究热点之一。很多研究表明，由石墨烯纳米复合功能材料构建的新型电化学传感器性能优异。基于此，一种铜负载于石墨烯表面的纳米材料在室温下被合成，并通过扫描电子显微镜、透射电镜、原子力显微镜和电化学阻抗谱等多种方法对其进行了表征。由该材料制备的一种新型电化学传感器，其检测性能运用循环伏安法和微分脉冲伏安法进行了探究。结果表明：该传感器对硝酸根离子和亚硝酸根离子检测性能好，检测浓度范围宽，由0.1μmol/L到100μmol/L;检出限低：硝酸根离子检出限为0.03μmol/L,亚硝酸根离子检出限为0.05μmol/L。所制备的传感器对实际样品进行了检测，结果令人满意，证明新型电化学传感器具有实际使用价值。     

基于DNA桥连氧化石墨烯的Fpg荧光检测

甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)可特异性识别并切除由鸟嘌呤损伤产生的8-oxoG碱基以修复DNA序列，因此对Fpg进行定量检测可以反映鸟嘌呤受损程度，为污染物毒性效应评价提供技术手段.基于不同长度的DNA桥连氧化石墨烯(GO)强度不同的原理，以及GO优异的荧光淬灭能力，构建了DNA桥连GO基荧光传感器.该传感器在不同浓度Fpg下，特异性识别和切除8-oxoG碱基，产生短链DNA,其上修饰的荧光基团不能被GO有效淬灭，因而产生荧光信号.该荧光信号与Fpg浓度在一定范围内呈线性关系，可实现Fpg的定量检测，检测的线性范围为0～0.4 U/mL,检出限为0.014 U/mL,并表现出良好的特异性识别能力.采用加标回收法对稀释后胎牛血清中的Fpg进行了检测，回收率为93.5%～111%.其为Fpg快速检测提供了可行的方法，为DNA鸟嘌呤损伤评价提供了一种有效的技术手段.     

双模板分子印迹电化学传感器的构建及同时检测磺胺类抗生素

以磺胺二甲嘧啶和甲氧苄啶两种磺胺类抗生素为模板分子,利用溶胶-凝胶法制备双模板分子印迹聚合物(MIP),并以此作为分子识别元件构筑了磺胺类抗生素分子印迹电化学传感器.采用伏安法和交流阻抗谱对该传感器的电化学性能进行了研究,并对MIP的制备条件和电化学检测参数进行了优化.在优化条件下,该传感器具有良好的选择性,可实现磺胺...