人体唾液葡萄糖生物传感器

通过戊二醛交联法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在二茂铁(Fc)修饰的薄膜金电极上,制备了一种可用于检测人体唾液中葡萄糖含量的生物传感器。研究了不同扫描速度下二茂铁的电化学行为,以及工作电压、戊二醛浓度和酶固定量对传感器响应特性的影响。结果表明,利用戊二醛交联法制备的传感器检出限低、检测范围宽。在0~2 200μmol/L的葡萄糖标准浓度范围内,传感器灵敏度为21.45nA.μmol-1.cm-2(相关系数r=0.991 2),检出限为1μmol/L,响应时间5s。该结果可实现对唾液葡萄糖的检测,进而有望实现对血糖的检测。     

基于分子印迹聚合膜的胆固醇丝网印刷生物传感芯片

该文基于自组装技术在丝网印刷金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生生物传感芯片。利用扫描电镜(SEM)对平面裸金电极、厚膜裸金电极及其修饰电极进行了形貌的分析比较,采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征,采用计时电流法对胆固醇生物传感芯片的浓度响应特性进行检测。结果表明, 基于丝网印刷工艺的厚膜电极不仅能满足自组装分子印迹仿生膜的修饰,而且电极表面具有明显的纳米放大效应。传感器对0~700 nM不同浓度胆固醇进行检测,线性范围50 nM~700 nM,灵敏度达到-4.94 A/[lg(nM)],线性相关系数为0.994。该胆固醇传感芯片具有较高的准确性,检测准确度达到了99.56%。     

基于电化学酶传感器的葡萄糖分析仪的设计

为了满足发酵过程中葡萄糖浓度检测的需求,基于电化学酶传感器设计并提出了一种葡萄糖分析仪。分析仪以STM32F407为主芯片,完成了信号采集电路,电源电路,电机驱动电路和上位机的设计。通过软件滤波和建立浓度特征曲线的方式实现了高精度、宽范围的葡萄糖检测。实验结果表明,该葡萄糖分析仪在2g/L-160g/L范围内检测误差低于2%,优于现有的商业分析仪器,可用于发酵过程中葡萄糖浓度的原位测量。     

铂黑/二茂铁修饰MEMS电极的葡萄糖传感器

利用MEMS技术小批量加工了薄膜金电极。采用电化学沉积法在金电极表面修饰纳米铂黑颗粒,以有机功能性材料二茂铁作为电子媒介体,通过戊二醛-牛血清白蛋白共价交联固定葡萄糖氧化酶制得葡萄糖生物传感器。考察了不同修饰电极的电化学行为以及酶固定量和戊二醛浓度对传感器响应特性的影响。实验结果表明:该传感器响应时间仅为5s,在0.29V的低工作电压下,线性测量范围可达到0.5～22mmol/L,灵敏度为50.35μA/(cm2.mmol.L-1),相关系数为0.9925,差异系数为4.28%。     

基于紫外热消解的小型自动化总磷检测系统

该文面向水环境污染及检测重要指标总磷检测系统的开发,优化小型水样消解预处理系统,研究磷酸盐电化学检测方法,实现一种小型自动化总磷检测系统。该检测系统由消解单元和检测单元组成。经优化该系统在254 nm波长紫外光、相对低的消解温度(80 ℃)、无需添加强氧化剂的情况下,对总磷系列标准溶液的平均消解效率为82%。总磷检测单元采用金工作电极,基于磷钼酸还原反应原理的电化学检测方法,采用线性扫描伏安法对总磷的浓度响应特性进行检测。结果显示该电极对磷酸根溶液在0.1 mg/L~1.0 mg/L浓度范围内有线性电流响应,灵敏度达到1.477 0 μA/(mg?L-1),线性相关系数为0.993 3。该检测系统具有较高的准确性,检测偏差控制在20%以内。研究结果表明,研制的自动化总磷检测系统具有小型化、功耗低、消解效率高、无需强氧化剂的特点,将有望用于总磷的在线监测。     

基于MEMS技术的安培酶免疫传感器研究

该文采用MEMS工艺制备可集成安培酶免疫传感器,用于人免疫球蛋白IgG的检测。该传感器以硅作为基底,铂作为电极,工作电极敏感面积1mm2。SU-8胶形成的微反应池结构使该传感器试剂用量仅为l量级。聚吡咯作为酶与电极之间的电子转移基体聚合于工作电极敏感表面,戊二醛作为交联剂进行抗体(羊抗人IgG)的固定。抗体与酶标抗体(辣根过氧化物酶HRP标羊抗人IgG)对人IgG进行特异性夹心识别,通过检测酶标HRP对底物H2O2催化产生的电流信号实现免疫检测。该传感器工作电压-0.3V,检测下限5ng/ml,线性范围5～255ng/ml,响应时间3min,具有响应快、下限低、试剂用量少、微型化、便于集成等优点。     

多用途全玻璃微流控芯片流通检测池（英文）

以玻璃为基材的微流控芯片具有光学透明、亲水性好和强度高的特点。介绍了一种具有可更换丝状电极的全玻璃微流控芯片流通检测池。该芯片通过玻璃光刻、湿法刻蚀和热封合制备。一对Pt丝电极通过平行的脊突精确定位在检测通道的两侧,之间相距190μm,流通检测池功能区的总体积仅约为300 nL。包括电化学(EC)、电化学发光(ECL)及化学发光(CL)的多模式检测均在此池体上进行了成功展示。利用微通道中的层流效应实现了电极之间的有效隔离。该芯片流通检测池具有耐用、透明、死体积小和与微型化在线流动检测相匹配的特点,可在高灵敏流动生物传感检测中得到应用。     

水污染动态实时监测的便携式电子舌分析仪

论述了新型用于水污染动态实时监测的电子舌分析仪器。该仪器采用离子选择性传感器检测技术、电化学溶出伏安检测技术和光寻址电位传感器检测技术，结合计算机快速检测技术，可以同时快速检测工业和生活污水中多种重金属离子的浓度。在硬件设计上以最小系统为核心，具有配置灵活、可扩展性好等特点。在软件设计上，分模块化实现，包括数据通信、数据预处理、数据存储和控制等模块，方便移植。实验结果表明，本仪器具有良好的定量检测能力。     

一种钴基磷酸根电化学传感器的研制

磷酸根离子是一种对作物生长非常重要的土壤速效养分,但由于盲目过量施肥,使其成为导致水体富营养化的最主要因素。研究并开发了一种低成本的钴基磷酸根离子电化学传感器。在一定条件下,采用恒电流沉积法在钴基电极上电沉积纳米钴敏感薄膜,该固态离子选择电极对磷酸根离子浓度的线性响应范围为10~(-5)～10~(-1) mol/L,线性相关系数为0.994,斜率为-50 mV/decade,检测下限为10~(-6) mol/L,电极具有较短的响应时间,在60 s内可以达到稳定状态,该电极的研究与开发对土壤速效磷和环境水质中磷酸根的检测研究具有一定的意义。     

微生物快速检测用生物传感器基本特性研究

针对食品卫生现场检测需求，基于三磷酸腺苷（ATP）生物发光原理设计了一种新型的微生物快速检测用生物传感器，并以ATP标准品为检测对象，结合荧光分光光度计对传感器的响应波长、检测时间及响应范围等基本特性进行了初步研究。研究结果表明，该传感器对标准ATP响应迅速，其光学响应波长为550nm；在1-100nmol/L ATP浓度范围内，传感器响应光强信号与ATP浓度之间呈现出良好的正响应关系。此外，通过如加入一定CoA等方式来优化检测试剂配方，可以进一步来改进传感器的检测灵敏度。该传感器在结构上采用集成化设计，具有无需微生物培养、操作简单及响应快速的优点，在食品工业领域快速检测物体表面微生物污染方面具有广泛应用前景。     

集成Ti/TiO2敏感电极和液接式Ag/AgCl参比电极的pH微纳传感器

常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成.在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝.采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO2敏感电极.采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化,再将饱和KC1溶液(3 mol/L)注入参比...     

基于Android的便携式水质电化学检测系统的研究

为实现水质重金属现场检测,设计一种基于Android的便携式水质电化学检测系统。该系统基于三电极体系电化学检测原理,以STM32单片机为主控芯片,结合外围的恒电位电路和控制软件,实现了电化学计时电流法检测。借助Android智能设备在人机交互方面的优势,在Android平台上开发出APP应用软件,通过蓝牙实现与传感器的通信并实时显示检测数据,简化了复杂的电化学检测分析过程,满足了用户的操作需求。该系统对水质重金属离子Cr~(6+)进行了初步检测,检测线性范围为5～2 000μg/L,符合地表Ⅰ～Ⅴ类水质Cr~(6+)检测标准。结果表明,与电化学工作站测试数据相比,该系统测试误差小于4.85%,适用于野外现场自动检测分析。     

检测三磷酸腺苷的交流阻抗型适体传感器

将一端标记具有可逆电化学行为的电活性基团二茂铁、另一端标记巯基的三磷酸腺苷(ATP)适体ss-DNA组装到薄膜金电极上,构筑了一种可灵敏检测ATP浓度的交流阻抗型适体传感器。首先研究了适体传感器的自组装方法,然后利用交流阻抗法研究了适体传感器在铁氰化钾(K3Fe(CN)6)和亚铁氰化钾(K4Fe(CN)6)混合溶液中的电极表面电子传递阻抗和被测物ATP浓度之间的关系,最后对自组装的阻抗型适体传感器的电化学特性进行了分析。实验表明:利用自组装的适体传感器检测ATP浓度时,适体传感器检出限低,线性检测范围宽,重复性好,其中检出限为0.5μmol/L,线性检测范围为0.5~100μmol/L,线性度为0.998 9,连续5次测量的相对标准差为1.5%。     

一种新型的低功耗血糖检测电路设计与实现

针对采用三电极电化学葡萄糖传感器的血糖检测应用,提出了一种新型低功率、低噪声的紧凑式电流测量电路结构。该电路包含一个阈值电压基准电流源结构,能够为电化学反应提供所需的基准电压,并且能够将反应电流转换为响应的电压。采用0.35 μm CMOS工艺进行了具体实现,面积为125 μm×340 μm。采用三电极电化学葡萄糖传感器进行了具体测量,实验结果表明了提出电路的可行性,其功率损耗为0.891mW,产生的噪声为0.73mVrms,适用于便携式电化学血糖检测设备。     

纳米复合材料修饰的电化学传感器的CA125快速检测

提出了一种利用多壁碳纳米管(MWCNT)、硫堇(THI)和纳米金(AuNP)纳米复合材料固定在电化学传感器表面进行肿瘤标志物CA125快速检测的电化学免疫新方法。该方法检测原理是利用CA125抗原和抗体结合后形成的免疫复合物影响纳米复合材料中THI电子转移,从而使不同浓度CA125抗原的检测电流响应随着其浓度的增加而下降。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对电化学传感器的电化学特性进行测试。测试结果表明:在1.3～130 U/mL浓度内,CA125抗原的DPV峰值电流响应与其浓度对数之间呈现良好的线性关系,线性相关系数为0.991。采用该方法对三例质控人血清样本进行检测,与酶联免疫吸附(ELISA)法相比,相对误差值小于5.12%。该方法在检测之前不需要对检测样本进行预处理,且检测时间较短、成本较低、检测精度较高,可广泛应用于其他肿瘤标志物的检测。     

用于甲醛检测的电化学生物传感器的设计

目前用于检测甲醛的传感器有电化学传感器、光学传感器和光生化传感器等。但是当用于实际检测的时候都会存在这样或者那样的问题,比如稳定性差、检出限低、所受干扰物多等等,针对这些问题,文章设计了一种简便、操作简单、适用于实时在线检测甲醛的电化学生物传感器,针对水溶液及混合溶液中甲醛的检测。     

用原子力显微镜对血红蛋白与聚乙烯硫酸盐层层组装薄膜电极的探测

氧化还原蛋白质在模拟生物膜电极上的直接电化学研究，对认识生命体内的电子转移机制和酶的催化机理及某些重要生命物质在体内的代谢过程具有重要意义，同时也为生物传感器的制备提供了新思路。血红蛋白(Hb)是血红素蛋白质的一种，由于其分子结构庞大，电活性中心不易裸露，在固体电极上的电子传递速率很慢，得不到有效的电流响应。     

基于电聚合蛋白A固定抗体的免疫微传感芯片

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了电极型免疫微传感芯片，重点探索了微传感器敏感表面抗体固定化的方法。尝试采用蛋白A与吡咯共同电化学聚合，进而由蛋白A结合抗体的方法，实现了抗体的固定。将该免疫传感器对人免疫球蛋白G（HIgG）进行检测，在5-160ng/mL以及160-640ng/mL呈分段线性的特性，实现了微剂量、低浓度的免疫检测，验证了该固定化方法的可行性。此法具有省时、简便、易控、适合微传感器固定的优点。     

基于新型声表面波单端对谐振器的生物传感器

该文设计并制作了一种基于新型声表面波(SAW)单端对谐振器的金黄色葡萄球菌生物传感器,该传感器采用了叉指电极中间内置敏感区域的谐振器结构。首先基于微扰理论分析了SAW生物传感器的响应机理。然后结合耦合模理论分析,得到了该谐振器的频率响应曲线。通过网络分析仪测量,实际制作的SAW谐振器的频率响应与仿真结果一致,且具有高品质因数的优点。实验中采用该结构对金黄色葡萄球菌进行初步检测,结果表明检测结果线性度较好,为下一步实现SAW传感器特异性实时检测金黄色葡萄球菌奠定了基础。     

一种大量程光纤NO_2气体传感器的设计

基于差分光学吸收光谱法设计了一种用于NO2实时、在线且非破坏性探测的便携式大量程气体传感器。该传感器采用寿命长、稳定性好的高功率LED作为光源;设计了吸收光程在0.8~30m范围可调节的带尾纤的气室,其对应的检测量程可达ppb-percent,可用于NO2浓度在ppb量级的大气环境监测及浓度在ppm-percent范围的工业气体监测和泄漏检测等领域。