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DNA-AuNCs的荧光传感新方法灵敏检测胰蛋白酶活性

以DNA模板金纳米簇(DNA-AuNCs)作为荧光探针,发展了一种灵敏检测胰蛋白酶活性的荧光分析新方法.在胰蛋白酶存在条件下,牛血清白蛋白水解成多肽片段,释放出游离的半胱氨酸残基.半胱氨酸残基与金纳米簇通过Au-S键形成非荧光的配合物,导致金纳米簇的荧光强度显著降低.该方法对胰蛋白酶的线性检测范围为0.1～2.0mg/L,检出限为20μg/L(R_(SN)=3).此外,该方法被成功应用于人血清样品中胰蛋白酶含量的测定.     

毛细管电泳免疫高灵敏电化学发光检测新技术和新方法及在生化分析中应用研究

我校化学化工学院教授刘彦明博士再次获批国家自然科学基金面上项目:毛细管电泳免疫高灵敏电化学发光检测新技术和新方法及在生化分析中应用研究,项目编号21075106.     

基于鲁米诺功能化纳米金的电化学发光适配体传感器灵敏检测癌胚抗原

以鲁米诺功能化的纳米金(L-Au NPs)为发光剂,H_2O_2为共反应剂所构成的电化学发光(ECL)体系具有优良的ECL性能.利用L-Au NPs为电极基底材料,具有特异性识别作用的适配体为识别元素,构建ECL适配体传感器,发展了一种灵敏检测癌胚抗原(CEA)的新方法.结果表明,CEA的线性范围为5.0×10~(-10)~5.0×10~(-6)g/L,检出限为1.8×10~(-10)g/L(R_(SN)=3).将提出的方法应用于人血清样品中CEA含量的检测,检测结果与酶联免疫分析方法吻合,相对误差不大于2.9%.加标回收率在85.3%~113.6%之间.该研究为疾病标志物灵敏检测提供了一种新方法.     

基于纳米金表面等离子体的高灵敏过氧化氢光学检测方法

在酸性2-吗啉乙磺酸介质中,建立基于纳米金表面等离子体的微量过氧化氢（H2O2）的比色检测体系,探讨裸眼检测途径下的分辨极限,提高体系稳定性并利用光谱分析精确定量H2O2浓度（c）. 结果表明,当c100 mol/L时,纳米金为团聚态,呈现蓝色;c120 mol/L时,纳米金为分散态,呈现红色. 该方法的裸眼检测极限可分辨浓度差为20 mol/L. 反应溶液的显色结果并不稳定,在反应后45 min内变化较快,c为60~100 mol/L的反应溶液也将逐渐由蓝色变为红色. 溶液在570 nm处的吸光度 (OD_570) 检测证明,反应体系在检测后3 h内仍持续变化. 反应10 min后,加入适量半胱甘肽终止反应,可使反应溶液的显色结果稳定,提高体系稳定性. 实验测定不同浓度H2O2反应产物的吸收光谱发现,c100 mol/L的反应孔产物在波长约550 nm处有吸收峰,且吸收强度与c成正相关. 而c120 mol/L的反应产物吸收峰逐渐往短波长方向偏移,最终峰值约为540 nm. 分析反应体系吸收光谱结果证明,各反应产物在630 nm和545 nm处吸光度的比值 (OD_630/545) 与c呈良好的线性关系. 实验对c为100~120 mol/L的H2O2溶液进行检测,定量浓度差为2 mol/L的H2O2溶液,降低裸眼检测途径下该方法的分辨极限,为微量样品检测提供更好的平台.     

亚甲基蓝介导的电化学传感界面PCR鼠伤寒沙门氏菌检测方法

文章研究一种可用于快速检测牛奶中鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)的方法,通过在聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)扩增体系中加入嵌入式氧化/还原指示剂亚甲基蓝可以实现对扩增产物的电化学检测。文中所提出的基于丝网印刷电极的电化学检测方法可在120 min内完成对鼠伤寒沙门氏菌的检测,线性范围为3×10¹～3×10⁷ CFU/mL,且不受牛奶基质影响。该方法快速、简便、特异性好,有望应用于食源性致病菌现场快速检测。     

基于谷胱甘肽稳定铜纳米簇的荧光传感方法灵敏检测汞离子

以谷胱甘肽(GSH)为保护配体和还原剂,制备了稳定的水溶性荧光铜纳米簇(CuNCs).所合成的铜纳米簇在590nm处发射出红色荧光,量子产率约为2.3%,具有良好的光稳定性.以谷胱甘肽稳定铜纳米簇(GSH-CuNCs)作为信号探针,报道了一种荧光传感新方法用于灵敏检测Hg~(2+).结果表明,Hg~(2+)的线性检测范围为2.0×10~(-8)～2.0×10~(-6) mol/L,检出限为4.0×10~(-9) mol/L(R_(SN)=3).该方法成功地实现了湖水样品中汞离子的检测,为汞离子的快速和灵敏监测提供了一种新途径.     

肉制品中β-兴奋剂的毛细管电泳-电化学检测方法

首次采用毛细管电泳-电化学检测法（CE-ED）同时测定了肉制品中β-兴奋剂盐酸克伦特罗与沙丁胺醇的含量,考察了缓冲液酸度和浓度、分离电压、氧化电位和进样时间等实验参数对分离检测的影响.在最佳实验条件下,工作电极为直径300 μm的碳圆盘电极,检测电位为+950 mV（vs. SCE）,缓冲液为40 mmol/L硼砂溶液（pH =7.4）,分离电压 18 kV,上述组分在8 min中内即可实现分离.盐酸克伦特罗和沙丁胺醇在两个数量级的范围内呈良好线性关系,检测下限（S/N=3）分别为1.11×10-7和9.80×10-8 mol/L,且抗坏血酸对其检测不产生干扰.该方法已成功地应用于实际样品中β-兴奋剂残留状况的分析,结果令人满意.     

基于多孔碳纳米微球的电化学传感器用于检测4-氨基苯酚

以多巴胺为前体,利用高温碳化的方法制备多孔碳纳米微球.多孔碳纳米微球通过透射电子显微镜和X射线粉末衍射图谱来进行表征.利用多孔碳纳米微球修饰玻碳电极,构建电化学传感器用于4-氨基苯酚的检测.结果表明,该传感器实现了对4-氨基苯酚的灵敏检测,线性检测范围为0.1~120μmol/L,检出限为20nmol/L.此外,该方法具有稳定性好、选择性高等优点.     

基于C4.5算法的敏感图像检测方法

提出一种基于2次C4.5分类的敏感图像检测方法.该方法利用Daubechies小波和灰度共生矩阵提取图片的纹理信息,在HSI空间和YCbCr空间提取颜色特征,进行第1次基于C4.5算法的训练和分类;对分类生成的0,1二值空间进行特征提取,将所有特征分量融合进行基于C4.5算法和2次训练和分类.基于2次训练生成的规则进行敏感图片的检测.实验结果表明,该方法对于敏感图片分类正确率达93.3%以上,与基于颜色和纹理特征的直接检测方法相比,进一步提高了正确识别率.     

基于小波变换的心阻抗血流图特征点提取

以小波变换的极大值在多尺度间的变化与信号的瞬变有直接关系为基础,由小波变换的奇异点(过零点、极值点等)来观测心阻抗微分波形,在感兴趣的尺度上找到模极值点和特征点的对应关系,从而完成对特征点的自动检测。采用临床医学ICG数据对算法进行了检测,实验结果表明:心阻抗微分信号中B点、X点的漏检率与采用传统的相干平均法相比有明显降低,说明小波变换技术是心阻抗微分信号分析与处理的又一可行有效的方法。     

基于模式识别的人体肺癌电阻抗检测方法研究

根据阻抗频谱理论及模式识别理论,对手术中切除的恶性肿瘤组织及非肿瘤组织进行阻抗测量并进行肺癌辨识.利用Agilent4294A阻抗分析仪测量手术中切除样本的阻抗值,获得100,Hz~100,MHz频率激励下的阻抗频谱,经最小二乘算法拟合,得到频谱特征参数.将测量样本分成训练集与测试集,设计LMSE及Fisher两种线性分类器;分类器经训练后获得判别函数,利用分类器对测试集进行分类实验.研究结果表明,LMSE以及Fisher算法对测试样本均能进行有效识别,并且识别结果与病理切片分析结果吻合,验证了基于模式识别的方法对肺癌阻抗检测进行辨识的可行性与可靠性,为肿瘤早期筛查提供有效检测方法.     

基于能量检测的频谱感知方法

认知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的新的智能技术.首先简述认知无线电的背景和概念,针对认知无线电的频谱感知功能,详细地分析基于能量检测的频谱检测方法,在此基础上研究了噪声方差的不确定性对检测性能的影响.针对无线信号检测具有本地局域性和能量检测存在信噪比极限的特点,提出一种分布式有限合作检测机制,推导出基于“OR”规则的有限合作机制的检测概率,并进行Monte Carlo仿真.理论计算和仿真结果都表明,该方法在虚警性能略有下降的基础上,能较大程度改善低信噪比情况下的检测性能.     

基于小波变换的双回线路高阻接地保护新方法

提出了一种适用于双回线路接地故障的继电保护新方法.利用小波变换对两条线路上的电流进行分析,提取对应相相同尺度上的高频谱能量值.在此基础上,求取它们谱能量比值的平方和,根据比值来判断接地故障类型及线路,以识别区内外故障.大量仿真计算表明,新方法同时具有选线和选相的功能,方向性明确,同时具有较高的耐受过渡电阻的能力.     

基于改进多频正弦激励的燃料电池电化学阻抗谱测量

由多个正弦波直接合成的多频正弦激励信号往往存在波峰因数（crest factor,CF）高,局部幅值大的缺点,不能直接应用于燃料电池电化学阻抗谱（electrochemistry impedance spectrum,EIS）测量。为解决这一问题,提出了一种通过粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）优化多频正弦信号各单频分量相位的方法,降低了多频正弦激励信号波峰因数。首先,根据燃料电池特性建立了燃料电池阻抗模型,并研究了基于多频正弦激励信号的燃料电池EIS测量方法。然后,从相位优化的角度出发,通过采用PSO优化相位的方法实现了波峰因数最小化目标。最后,分别搭建了燃料电池EIS测量系统仿真模型与实测平台进行测试分析和方案验证。仿真与实验结果表明：通过改进多频正弦激励信号测量的燃料电池EIS与其理论EIS基本一致。可见该激励信号可以用于燃料电池EIS高精度测量。     

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.