胱胺自组装膜压电免疫传感器用于抗胰蛋白酶的测定

该文研制成一种基于胱胺自组装测定抗胰蛋白酶的压电免疫传感器.应用胱胺在石英晶体表面自组装一带有氨基的自组装膜,通过戊二醛交联,成功地固定抗胰蛋白酶抗血清,并用于抗胰蛋白酶的测定.详细考察了胱胺自组装情况,抗体包被和免疫反应的主要实验条件以及传感器的响应性能.在优化的实验条件下,传感器响应的线性范围0.23～23.9μg/mL,回归方程Y=44.25+12.47X,相关系数r=0.9933.     

日本血吸虫免疫传感器研究

血吸虫病是世界上分布最广的寄生虫病之一,广泛流行于我国南方各省市,患者多达一千二百万以上,血防工作依然十分繁重。现有血吸虫病的诊断方法较多,但迄今尚无理想的能满足现场查病、考核疗效的简便易行、高灵敏、高特异的方法。目前,国内虽有一些医学单位已在血吸虫病诊断方面做了不少工作,但大多集中在诊断探针的筛选上,很少从检测方法灵敏度这个根本问题上着手,研究进展十分缓慢。本室根据血吸虫病诊断的需要,结合实验室在光、电以及声波等传感技术领域的研究工作,着手进行了日本血吸虫免疫传感器的研究,以期建立一些高灵敏、高特异、简便易行、能适应于现场应用以及疗效考核的新型日本血吸虫诊断技术,将血吸虫病诊断方法推向一个新的高度。目前主要进行了一些压电和电流型血吸虫免疫传感器的研究,取得了一些初步进展。     

一种新的生物分子固定化方法在日本血吸虫压电免疫传感器中的应用

以压电传感器为检测装置,采用等离子体聚合膜沉积技术和纳米金亚单层自组装技术设计传感器的敏感界面,研制了一种新的日本血吸虫免疫传感器.先在石英晶振上沉积正丁胺等离子体聚合膜,利用膜上氨基与纳米金的共价键合作用组装一纳米金亚单层,得到可固定日本血吸虫抗原和易于传感器再生的界面,以牛血清白蛋白(BSA)封闭晶振上的非特异性吸附位点,用于直接响应感染兔血清中日本血吸虫抗体.探讨了纳米金的自组装和抗原包被等主要检测条件的影响;将传感器应用于不同感染程度兔血清样品的检测,结果令人满意.     

基于磁性纳米颗粒的化学发光酶免疫分析用于日本血吸虫抗体的检测

该文提出了一种高灵敏的基于磁性纳米颗粒的化学发光酶免疫分析方法用于感染兔血清中日本血吸虫抗体的检测.日本血吸虫抗原通过N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)固定在磁性纳米颗粒的表面,选择性地结合与富集血清中的日本血吸虫抗体,然后与辣根过氧化物酶标记的羊抗兔二抗夹心进行免疫分析.对免疫反应的实验条件如日本血吸虫抗原在磁性纳米颗粒表面的标记浓度,磁性纳米颗粒的用量,抗原与待测抗体的反应时间及辣根过氧化物酶标记二抗的浓度进行了优化.发光强度与感染兔血清的稀释比在1:10000～1:100的范围内成良好的线性关系,检测下限为1:13442.     

基于压电免疫传感器的日本血吸虫病诊断仪

日本血吸虫病诊断仪是一种便携的日本血吸虫病早期的诊断仪器.它将基于石英晶体振荡器的质量检测技术的压电免疫传感器应用于日本血吸虫病的病情检测,在此基础上设计了压电免疫传感器振荡电路.基于DSP的信号处理系统对压电免疫传感器的频率响应信号进行检测和分析,提取压电免疫传感器输出的特征信号并与阈值作比较,从而实现早期日本血吸虫病诊断.实验表明:日本血吸虫病诊断仪可以对日本血吸虫病做出定性诊断,其识别率≥92.1%.     

日本血吸虫抗体电化学免疫传感器研究

该文研制了一种高灵敏的基于辣根过氧化物酶(HRP)放大的电化学免疫传感器用于日本血吸虫抗体的检测.实验采用夹心法的模式,在电极表面固定了日本血吸虫抗原(SjAg),用以捕获血清中的日本血吸虫抗体(SjAb),然后再与辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗兔IgG二抗形成免疫复合物.用计时安培法检测HRP酶催化H2O2还原对苯二酚底物产牛的电流,其大小与日本血吸虫抗体(SjAb)浓度在一定范围内成正比.对免疫反应的实验条件如电极表面固定抗原的浓度,HRP酶标二抗的浓度进行了优化.此外,还考察了其它蛋白质对测定结果的影响.结果表明,该方法操作简单,灵敏度高,线性范围宽,检测下限低.     

自组装纳米金内毒素压电传感器的研究

利用纳米金颗粒自组装于金片表面上,用于固定多粘菌素B(PMB),研制了一种内毒素压电传感器。先在石英晶体电极表面自组装1,6—己二硫醇,再通过纳米金与巯基的共价键合作用,在巯基自组装膜的另一端的巯基表面形成一均匀的纳米金单层膜,实现PMB在传感器表面的固定。实验探讨了影响纳米金自组装和PMB固定等主要实验参数和条件;考核了采用此固定化方法传感器的响应性能。结果表明:与单纯采用自组装方法比,传感器在灵敏度和分辨力方面均有较大的改善。     

压电免疫传感器的研制及应用

介绍了压电免疫传感器的压电质量传感原理、免疫反应及压电免疫传感过程。同时将该传感器成功地应用于牛血滑白蛋白的检测．     

结合PAH聚电解质和纳米金界面的压电免疫传感器研究

提出了一种聚丙烯氯化铵(PAH)-纳米金固定抗体的压电免疫传感器界面的构建方法.先在压电石英晶振的金电极表面自组装一层半胱氨酸单层膜,通过戊二醛交联带大量NH2基的聚电解质PAH,随后在PAH膜表面自组装一层纳米金粒子,以静电吸附作用固定IgG抗体,研制成一种新的压电免疫传感器的界面,用于对相应抗原的检测.研究了PAH浓度及抗体固定化等实验条件的影响,探讨了传感器的主要响应特性与再生性能,并与戊二醛直接固定的传感器的性能进行了比较.结果表明,前者固定的抗体的活性较高,响应频率较大,检测的线性范围较宽,非特异性吸附小,能有效地改善传感器的灵敏度和检测限,而且容易进行传感器的再生.     

基于铂纳米颗粒修饰碳纳米管Nafion膜电极的葡萄糖传感器

将分散在Nafion溶液中的多壁碳纳米管(MWNT)修饰玻碳电极(GCE),再在该膜上电沉积一层铂纳米粒子,制成铂纳米颗粒修饰的碳纳米管Nafion膜电极(Nafion-MWNT-Pt/GCE),并吸附固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建电流型葡萄糖生物传感器。考察了Nafion-MWNT-Pt/GCE的电化学特性,发现沉积铂纳米粒子后,Fe(CN)6-3/-4电对在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的氧化峰和还原蜂之间的电势差(ΔE)为179mV,小于未修饰铂纳米粒子的碳纳米管Nafion膜电极的ΔE(190mV),表明碳纳米管上电沉积的铂纳米粒子可加速电极的电子传递,电化学反应具有良好的可逆性。此外,铂纳米粒子尚具有良好的催化H2O2氧化的特性,H2O2在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的计时电流响应明显增大。基于Nafion-MWNT-Pt/GCE的葡萄糖生物传感器显示了良好的传感性能,其检测线性范围为2.1×10-5～7.6×10-3mol/L,检测下限为1.0×10-6mol/L。     

压电免疫传感器用于转铁蛋白免疫反应的动力学研究

采用蛋白 A 将抗体固定在9MHz 双面镀金石英晶体上,研制了一种用于转铁蛋白检测的压电免疫传感器,并用该技术监测了转铁蛋白抗原在压电石英晶体上的吸附与解吸过程。研究了蛋白 A 浓度、抗体效价及抗原抗体反应时间等对传感器灵敏度的影响。着重研究了免疫反应体系的反应动力学。结果表明:转铁蛋白在压电石英晶体上的键合行为符合 Langmuir 吸附方程,免疫反应的结合常数 K_(ass)为6.75×10~7(mol/L)~(-1),并计算了该免疫反应的速率常数 K_f 为2.14×10~7(mol/L)~(-1)S~(-1)。     

SnO_2/SiO_2双层薄膜的湿敏特性

本实验是在单晶硅片上热生长一层ＳｉＯ２，然后用真空淀积的方法获得一层超微粒ＳｎＯ２薄膜，通过对ＳｎＯ２／ＳｉＯ２薄膜电阻与相对湿度关系的测试，发现阻湿的线性特性和灵敏度明显优于ＳｎＯ２薄膜和ＳｉＯ２薄膜，测湿范围明显展宽。     

基于纳米金/硫堇修饰金电极的脱落酸安培免疫传感器的研制

提出了一种基于纳米金/硫堇修饰金电极的ABA安培免疫传感器。该传感器基于H2O2-HRP-硫堇催化波体系构建,其中硫堇为传感介质。当HRP存在时,通过加入H2O2,硫堇的还原电流大幅增加,并且电流的增加依赖于HRP活性。HRP活性又由ABA与HRP酶标抗体结合物调控,产生一个减小的催化波。用BSA封闭硫堇单分子层修饰后可能存在的活性位点以避免非特异性吸附。优化了测定条件,包括酶标抗体和硫堇的最佳比例、培育时间、缓冲液的pH值和H2O2浓度。此传感器的还原电流在ABA浓度0.5~1000ng/mL范围内呈线性下降,回归方程为y=0.0209x 17.071,相关系数为0.9922,检测限为0.2ng/mL。     

一种高性能SiO2-SnO2氢气传感器

本文通过溶胶-凝胶法制备了介孔SiO2粉体,比表面积为1 148.02 m2/g,孔径约2.7 nm。通过丝网印刷的方法在SnO2气体传感器表面制备了介孔SiO2改性层,研究了改性层厚度对其气敏性能的影响。通过对500×10^-6和1 000×10^-6氢气、10×10^-6乙醇、10×10^-6丙酮和10×10^-6苯的测量,改性层对乙醇和丙酮的响应有抑制作用,对氢气的响应有显著的提高。当SiO2改性层厚度为15μm时,在250℃下,对1 000×10^-6氢气的响应值相对改性前传感器最大可提高到6.35倍。本文同时对选择性提高的机理进行了探讨。     

二氧化硅的反应离子刻蚀工艺研究

采用CHF3、CF4、CHF3＋CF4、CHF3＋O2和CF4＋O2五种工艺气体体系对二氧化硅（SiO2）作反应离子刻蚀实验,在确定最优刻蚀气体基础上,研究射频功率和气体流量配比对刻蚀速率、均匀性和选择比等主要刻蚀参数的影响。通过对实验结果比较分析,确定了刻蚀速率79nm/min、非均匀性4%、对光刻胶的选择比0.81的优化工艺。     

压电电缆应用于高速公路超速超载监测的研究

介绍了目前各种高速公路超速超载传感器和相应的检测方法。分析了压电电缆传感器的原理、特点和性能参数。给出了使用压电电缆同时检测超速和超载的方案和具体实施方法,希望对我国高速公路超速超载监测有所帮助。     

基于壳聚糖包埋二氧化硅-亚甲基蓝纳米复合物的电流型癌胚抗原免疫传感器的研究

合成了一种新型的SiO2-亚甲基蓝(SiO2-MB)纳米复合物.SiO2-MB纳米复合物具有不同于一般的纳米SiO2的性质,它能将MB的电子转移到电极表面,而且更重要的是减小了MB的渗漏.SiO-MB纳米复合物作为免疫传感器的媒介体使用,并采用壳聚糖(CS)包埋此复合物形成CS-SiO2-MB复合膜滴涂于洁净的玻碳电极(GCE)表面,然后在复合膜的表面固定纳米金(nano-Au)并吸附癌胚抗体(anti-CEA),制备出了性能良好的电流型免疫传感器.通过循环伏安考察了电极的电化学特性,并采用透射电子显微镜(TEM)对SiO2-MB纳米复合物的微观结构进行了表征.在最优条件下,该传感器在癌胚抗原(CEA)浓度为1～80 ng/mL范围内有良好的线性关系,检测下限为0.3 ng/mL(3倍信噪比).而且,该传感器制作简单,检测快速,稳定性较好.     

基于电聚合硫堇膜与纳米复合材料界面的直接电化学免疫传感器的构建

本工作采用电聚合手段在玻碳电极表面制备聚硫堇基质膜,借硫堇膜上富含的氨基基团实现对碳纳米管与纳米金颗粒二元纳米复合材料的化学组装,制备稳定的碳纳米管/纳米金/聚硫堇传感界面, 以此传感界面固定免疫活性物质,发展了一种无电子媒介的酶免疫传感器.结果表明,电极采用碳纳米管/纳米金颗粒界面固定免疫活性物质,其传感响应性能明显优于单独采用碳纳米管的情况.以人IgG免疫体系为例,电极以此界面固定人IgG抗体,并通过夹心方式直接响应酶催化H2O2的还原电流信号,实现了对人IgG浓度的灵敏测定.此外,采用甘氨酸-HCl缓冲液洗涤使用后的传感器,可有效洗脱其表面的免疫复合物,实现传感器的重复使用.     

Ferroelectric liquid crystal aligned on SiO2 thin films using ion‐beam deposition

Abstract— Results for a ferroelectric‐liquid‐crystal (FLC) display cell, aligned on inorganic SiO₂ thin‐film surfaces by using oblique ion‐beam sputtering deposition on the substrates, is presented. A large deposition angle from 60° to 80° can be employed for the thin alignment layer, with thicknesses varying from 5 to 40 nm. Two types of uniform alignment, chevron (before electrical treatment) and quazi‐bookshelf (after electrical treatment), were studied. High‐quality alignment on large‐sized substrates was also easily be achieved because of the linear design of the ion‐beam sputtering source, which was previously a significant challenge for FLC on SiO_x layers.     

基于虚拟仪器技术压电器件阻抗测试分析系统

基于虚拟仪器技术设计并实现了一种新型压电器件阻抗测试分析系统;该系统以工业PC机作为控制单元,采用GPIB通信接口与Agilent4294A高精度阻抗分析仪进行通信,在Labwindows/CVI开发环境下开发了测试分析软件,实现了测试数据和图形的同步显示、Excel数据报告生成、测试曲线保存和打印等功能,可完成对薄片、柱形和环形等多种压电器件的阻抗参数以及换能器带宽、机声效率、机电效率和电声效率的计算;实际应用表明该系统测量结果精度高、所生成的测试报告图文清晰,且操作简便快捷,提高了工作效率,具有很好的应用和推广价值。