基于NaOH刻蚀玻碳电极的电化学传感器在检测膀胱癌DNA中的应用

制备了一种基于活化的玻碳电极的新型电化学DNA生物传感器,可用于膀胱癌DNA的检测.通过循环伏安法(CV)实现玻碳电极在NaOH溶液中的刻蚀,使电极表面负载大量官能团,为DNA提供连接位点,由Laviron方程计算得到玻碳电极表面的羧基浓度为 1.022×10-6 mol/cm2.亚甲基蓝(MB)作为电化学检测的杂交指示剂.采用原子力显微镜(AFM)对刻蚀后的电极进行了形貌表征.在最优杂交条件下,通过差分脉冲法(DPV)计算出最佳检测限为5.677×10-13 mol/L(n=5),适用目标 DNA浓度范围1×10-8 mol/L~1×10-12 mol/L.该传感器有望用于实际样品中膀胱癌DNA的快速检测.     

一种新型唾液sIgA电流型纳米免疫生物传感器的制备

通过层层自组装,将硫堇(Thi)和纳米金(GNPs)修饰到Nation修饰的玻碳(GCE)电极表面,利用纳米金单层吸附唾液分泌性免疫球蛋白A(sIgA),最后用辣根过氧化物酶(HRP)封闭电极上的非特异性吸附位点,构建了一种检测唾液sIgA的新型电流型纳米免疫生物传感器.该生物传感器灵敏度高,特异性好,测试方便,检测线性范围为6.5-300mg/L,检出限为3.0mg/L;电流值达到95%稳态时间小于20s.探讨了抗体和底物浓度,pH值和温度,孵育时间,干扰物对传感器的影响.该传感器与ELISA法相关性良好(R=0.98932,P<0.001),可用于唾液sIgA的快速、准确检测,从而判断人体局部免疫状况.     

基于纳米金探针的HCG快速定量生物传感器研究

一种基于免疫胶体金技术的快速定量生物传感器研究是以人绒毛膜促性腺激素(HCG)为切入点,成功制备出HCG快速定量生物传感器试条,进行免疫胶体金特征波长选取及最适抗体包被用量研究.使用该生物传感器配合自制光学定量检测系统进行HCG抗原初步实验,在10～50μg/mL浓度范围内获得检测结果.该定量该系统具有快速响应(15 min)、需样量小(20μL)、自动量化判读等特点,在临床急诊、社区农村卫生筛查等领域具有良好的应用前景.     

基于电化学还原氧化石墨烯的电化学DNA生物传感器

使用还原氧化石墨烯(rGO)制备一种简单、快速和可重复方法构建DNA生物传感器。将带负电的氧化石墨烯(GO)与半胱氨酸上带正电的氨基基团通过静电作用相互吸附,用线性扫描伏安法(LSV)电化学还原电极表面吸附的GO。将二茂铁标记的DNA(Fc-DNA)探针固定到r GO表面,成功构建DNA传感器。传感器的制备过程使用循环伏安法和拉曼光谱表征。通过杂化前后DNA传感器所展现出方波信号峰电流的差异,实现对目标DNA的定量检测。实验结果表明:目标DNA浓度在1. 0×10~(-13)～1. 0×10~(-6)mol/L范围内,峰电流变化与目标DNA浓度呈线性关系,线性相关系数为0. 981,检测限是2. 0×10~(-13)mol/L (S/N=3)。     

一种新型总氮微型电化学传感器

采用微机电系统(MEMS)工艺制备金叉指超微电极阵列(IDA),通过电化学沉积技术在电极表面修饰纳米银钯双金属复合物敏感膜,制得一种新型总氮微型电化学传感器。该纳米银钯双金属复合材料修饰电极可实现在强碱溶液环境中(pH 12.0~12.5)对硝酸根离子的电催化还原,从而避免了繁琐的总氮消解水样pH调节,实现了总氮直接检测的目标。实验结果表明,该传感器在强碱溶液环境中对硝酸根具有高灵敏的伏安响应(灵敏度为37.9mA/mmol),响应电流在总氮I~V类水浓度(0~2.0mg/l)范围内有良好的线性关系(线性度为99.43%),该传感器具有良好的抗干扰性和一致性,使用寿命可达到30天,并实现了实际水样总氮检测。     

信号放大策略在电化学适体传感器中的应用进展

电化学适体传感器通过测定适体与目标物作用前后电化学信号的变化来实现对目标分析物的定量检测,具有操作简单、响应快速、灵敏度高、选择性好等优点。为进一步提高传感器的灵敏度,增强检测信号成为研究者们在构建电化学适体传感器中常用的手段。通过纳米材料、生物及化学等方法放大传感器界面的响应信号,能特异性地提高检测信号,降低噪音信号,对于提高传感器的灵敏度具有十分重要的意义。该文简要介绍了电化学适体传感器的原理,重点评述了近十年来信号放大技术在电化学适体传感器方面的研究和应用进展。     

生物免疫传感器检测迟缓爱德华氏菌研究

迟缓爱德华氏菌(E.tarda)是最为严重的水产动物致病菌之一,准确、即时的检测手段是预防控制该菌传播的关键所在.通过量子点(QDs)标记E.tarda单克隆抗体(Ab),利用生物免疫传感器技术实现E.tarda的快速、特异性检测.结果显示,QDs-Ab的荧光通过加入氧化石墨烯(GO)产生淬灭,构建了捕获目标细菌的探针,GO最适淬灭浓度为60μg/L.细菌捕获探针中加入E.tarda后,能够检测到重新恢复强度的橙色荧光.针对E.tarda设计的生物免疫传感器的特异性,选取灿烂弧菌、溶藻胶弧菌、副溶血弧菌和嗜水气单胞菌作为对照,结果显示,对照组不能明显引起荧光强度的改变,而实验组却能显著提高荧光强度.本研究建立的基于荧光能量共振转移(FRET)的具有高灵敏度和特异性的生物传感器检测方法在细菌的早期诊断中有良好的应用潜质.     

基于蓝光光盘技术的黄曲霉毒素B1快速定量检测

提出了基于蓝光光盘（Blu-ray disc, BD）技术和间接竞争免疫反应原理的黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）的定量检测方法。文中采用NaOH溶液活化水解BD表面使生物分子固定在其表面,并结合二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道制备间接竞争免疫检测结构,通过纳米金标记/银染技术增强信号,利用标准光驱结合光盘数据质量诊断软件（PlexUtilities）分析光盘上反应条带的错误数与AFB1浓度之间的关系,实现了对AFB1的定量检测。同ELISA的检测结果进行对比,二者结果基本一致。该方法检测限达到0.5 ng/mL,检测范围为0.5~200 ng/mL,满足我国国标对食品中AFB1的限定标准。     

用于环境监控和国土安全的化学传感器

化学传感器由识别元件和换能元件所构成。识别元件可以对所检测的不同化合物(待分析物)进行识别和感知;换能元件则可以产生一个其数值与待分析物浓度呈函数关系的信号。化学传感器中还包含了一类能对生物化学物质和生物反应进行识别的生物传感器。生物传感器应用生物元件(例如生物体、酶、抗体、组织和细胞)作为感受器,因而有别于传统的化学传感器。一般来说,依据待分析物的物相不同可将化学传感器     

基于信号放大技术及DNA功能材料的生物传感器研究

临床相关分子（包括小分子、核酸和蛋白质）具有许多生物学功能,包括存储和传递遗传信息、调节生物活动、运输小分子和催化反应等等。此外,它们还可以作为许多疾病诊断的生物标记物。因此,这些小分子的精确检测对于疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。生物传感器可以通过输出的信号对分析物进行定量分析,同时具有快速、灵敏和选择性高等特点,故而被广泛应用。近年来,随着DNA纳米技术的兴起,将DNA功能材料用于构建生物传感器对其灵敏度和特异性等性能的提高具有重要的意义。该论文将目标物循环扩增,杂交链式反应,滚环扩增及级联催化放大等信号放大技术和DNA功能材料相结合以增大信号响应,并以此构建不同的新型灵敏生物传感器。     

金属纳米簇荧光传感分析简述

荧光传感分析作为生物传感器的一种，具有制备简便，响应速度快，对各种目标物的灵敏度高和选择性强等独特优势，它是通过测定加入目标物量的不同引起的荧光强度变化来实现对目标物的检测。以特定序列的DNA链原位合成而得的金属纳米团簇作为一种新型荧光传感器的信号源，具有合成简单、超小尺寸、低毒性、无需修饰和标记、光稳定性好等优点，被广泛应用于生物传感、生物标记、疾病诊断等领域。随着DNA纳米技术的发展，研究者们将金属纳米簇与DNA纳米结构相结合，试图构建性能更为优越的传感检测平台。     

用于化学气体检测的压阻检测式二氧化硅微悬臂梁传感器

文中演示了一种高分辨率的压阻检测式二氧化硅微悬臂梁传感器及其制作方法,并利用该传感器实现了对化学气体的检测.通过传感器在线检测以及其它表征手段,验证了该传感器通过单分子自组装方法获得敏感层的可行性.经过Cu2 /巯基十一酸单分子自组装层修饰的微悬臂梁传感器可以对甲基膦酸二甲酯(DMMP)气体进行快速响应,最小检测浓度可达数ppb(×10-9).     

基于“树枝状”信号放大的电化学DNA生物传感器研究

发展了一种基于"树枝状"信号放大的电化学生物传感器用于DNA的检测。该传感器利用两种DNA功能化的纳米金颗粒,通过两次"三明治"杂交,在电极表面形成"树枝"状结构,从而实现DNA的定量检测。首先通过共价交联方法获得巯基DNA1和DNA2修饰的两种纳米金颗粒,其中DNA1和DNA2与目标cDNA部分互补。然后,修饰在金电极上的捕获探针DNA1与目标cDNA分子及巯基DNA2修饰的纳米金颗粒(DNA2-AuNPs)形成第一个"三明治"杂交结构,实现一次放大检测。接着,DNA2-AuNPs又可与cDNA、巯基DNA1修饰的纳米金颗粒(DNA1-AuNPs)形成第二个"三明治"杂交结构,实现二次放大检测。这种"树枝状"放大信号的方法的检测限是0.13pmol/L,相对仅利用纳米金颗粒放大的方法而言,其检测限降低了4倍。并且,该传感器具有较好的识别碱基错配的能力。     

氧化还原聚合物修饰的过氧化氢传感器的研究

一种用于快速检测过氧化氢的电流型生物传感器.将氧化还原聚合物滴在塑料基片上溅射的金薄膜工作电极上形成一层对过氧化氢的敏感膜.实验结果表明,该生物传感器在1.0×10-6-2.0×10-4mol,具有很好的线性相关,线性相关系数为0.999(n=9),灵敏度为0.6 A/(mol·cm2),检出限为1μM H2O2,稳定性好且批量制备的传感器之间一致性好([CV]=4.2%),因此,该方法能够用于批量制备低成本的生物传感器.     

基于二氧化锆纳米粒子固定乙酰胆碱酯酶的甲基对硫磷传感器

先在金电极表面电沉积二氧化锆纳米粒子并固定乙酰胆碱酯酶(AChE),将此电极浸入含有不同浓度的有机磷溶液中,根据电极在底物氯化乙酰巯基胆碱中电化学信号强度的大小来实现溶液中有机磷的定量检测.以甲基对硫磷为分析目标物,研究了传感器的主要响应特性、选择性及再生性能,考察了底物浓度、工作电位及溶液pH值对分析性能的影响.结果表明,该有机磷传感器在5.0×10-7～5.0×10-4 g/L浓度范围内对目标分析物有线性响应,检出限为1.0×10-7 g/L.该传感器灵敏度高,非特异性吸附小,再生性好,所用的二氧化锆纳米粒子层制备简单、操作方便,具有较大的应用潜力.     

用于室内有毒气体快速检测的便携式CC/SAW电子鼻

开发了一种用于室内空气质量快速检测的便携式电子鼻气体分析仪.该仪器利用毛细管分离柱(CC)将混合气体选择性分离,实现对气体的分类识别,然后借助声表面波(SAW)传感器频率响应测量每种组分对应的浓度,实现对气体的量化.实验针对17种有毒有害气体进行测试,结果表明该系统能对低浓度复杂混合气体进行快速检测,且具有较高的灵敏度,良好的选择性和重复性.这为不同应用场合下的痕量气体检测提供了一种可行的技术.     

发明与专利

一种便携式多指标阻抗生物传感器装置 【摘要】一种便携式多指标阻抗生物传感器装置,属于现代检测领域。该装置是由单片机、放大电路、A／D转换器、LCD显示器、报警器等构成。该系统能够实现根据输入被测物种类,通过电阻抗仪测定其阻值的大小、电压放大等处理;然后由单片机系统计算山被测物含最,通过LCD装置进行硅示并可在超过安伞值时进行报警。     

基于分布式光纤传感的溶液浓度自动监测系统

介绍了一种基于分布式光纤传感器的溶液浓度的自动监测系统.该系统采用单片机作为系统的信号处理单元,以发光二极管(LED)为光源,利用脉冲宽度调制(PWM)方式控制发光脉冲,通过光纤传递光信号,用测量反射光的光纤探头作为敏感元件,对雪崩光电二极管(APD)接收到的采样信号进行处理,通过光纤将多个光纤溶液浓度传感器联成分布式测量网络,可以实现溶液浓度的大面积实时智能监控.通过对氯化钠(NaCl)溶液进行检测,得出系统的浓度检测灵敏度为0.1％,在1％ 浓度梯度下,其误差范围不大于0.7％.     

壳聚糖固定化脲酶生物传感器选择性测定铜离子

基于重金属对脲酶的抑制作用,研制了用于测定铜离子的生物传感器。该生物传感器的制备以壳聚糖为载体,将脲酶固定于pH电极表面。由于壳聚糖对Cu2+的富集,该生物传感器展现出高灵敏度。在样品溶液中加入5 mmol/L NaI,可以消除Hg2+和Ag+的干扰,从而实现Cu2+的选择性检测。在0.005～0.5μg/mL的浓度范围内,脲酶活性的抑制率与Cu2+浓度的对数呈良好的线性响应关系,其检出限为0.002μg/mL。将使用后的生物传感器浸泡于0.5 mmol/L的EDTA溶液再生5 min,被Cu2+抑制的脲酶的活性可以得到恢复。     

适用于鱼肉中氯霉素检测的抗体包被金磁纳米微粒修饰安培免疫传感器研究

研制了基于氯霉素抗体包被Fe3O4/Au金磁纳米微粒(GMP)和三乙撑四胺铜(II)(CuL)共固定修饰平面热解石墨电极的安培免疫传感器(PRG|CuL / anti CAP-GMP),用于测定鱼肉中CAP含量.该免疫传感器是利用外加磁场,将anti CAP-GMP吸引到CuL修饰的PRG电极(PRG|CuL)表面制备而成.CuL对H2O2还原具有良好的电催化能力,当该传感器在含CAP样品液中温育后,CAP与电极表面的anti CAP的免疫结合物导致CuL对H2O2的催化还原电流(I)降低,电流下降值(△I)和CAP浓度成正比,可用于CAP定量测定.在25℃的pH=6.5磷酸盐缓冲液(PBS)中温育30 min,该传感器对CAP的检测线性范围为0.6~110 ng/mL,检出下限为0.092 ng/mL(3σ法).应用于鱼肉中CAP检测并与传统的液相色谱法(HPLC)比较,结果一致,其添加回收率在97%~104%之间.该免疫传感器集分离、富集为一体,电极表面可更新,检测灵敏快速,对于水产品中痕量氯霉素分析提供了一种新颖的方法.