仝飞飞[1]2015年在《多通道串联式压电细胞传感器的构建及应用研究》文中研究指明生物传感器应用生物体、微生物、细胞或生物物质作为敏感元件,感知外界的物理或化学的刺激,从而产生各类生理参数的响应或物理与化学参数的响应,传感器接收并感受这些响应并作出评价。生物传感器及其检测技术在临床诊断、药物功能与毒性分析、环境毒物监测、食品安全分析等相关领域都有广泛的应用前景。本实验室主要以串联压电传感技术的创新及应用拓展作为研究方向并取得了一定进展和大量实验积累。串联压电生物传感器SPQC的具体部件包括传感器的探测电极、石英晶体、振荡电路、和其他相关辅助元器件,其产生响应信号的核心是石英晶体,其功能实现部件是检测探头即串联电极。SPQC既保留了压电石英晶体传感器灵敏度高、低成本、易于操作等优点,又巧妙地使晶振摆脱液相损耗的影响,其稳定性有了极大的提高。在环境微生物监测、临床致病菌的快速检测、药敏实验等领域已经得到很好的应用。为了满足多个细胞样本同时无损在线检测的需求,为细胞药理学与毒理学研究提供新的科学有效的方法,开拓SPQC传感器的体外活细胞动态监测平台,本文做了以下研究工作:(1)将体外细胞培养技术与SPQC传感器相结合,以ITO电极作为细胞传感基底,构建了多通道串联式压电细胞传感系统(ITO-MSPQC)的活细胞实时在线检测平台。其频移响应曲线能够很好地反映细胞的生长过程,抗背景电解质干扰能力强,可维持很好的频率稳定性。与传统生物学检测手段相比,ITO-MSPQC传感器是一种非侵扰性、无需标记的细胞传感手段,可代替传统的细胞培养板实验,自动化在线纪录细胞的粘附、生长、增殖等生长状态,提供细胞实时动态分析数据。(2)将构建的ITO-MSPQC压电细胞实时传感监测平台对不同接种浓度的骨肉瘤细胞MG63的粘附、铺展、增殖进行了监测和定量分析,并研究了不同浓度的低氧模拟化学试剂CoCl2对MG63细胞的生物学特性的影响作用。发现CoCl2化学模拟低氧过程中伴随着对细胞增殖和凋亡的复杂影响,与CoCl2的浓度和处理时间都有紧密关系,不同低氧状态下细胞表现出不同的生物学特征。ITO-MSPQC压电细胞传感器为体外评估化学药品的细胞毒性作用提供了一种简便、廉价的方法,可用于分析药物对细胞的作用模式。(3)为了提高检测信号强度,对细胞生长进行更灵敏的在线检测,我们对传感器的电极进行改造,将共面微电极引入压电细胞传感检测系统中,构建了新的适合细胞在线监测的Micro Au-MSPQC串联压电细胞传感器。该螺旋方形微金电极,根据细胞形状与大小来考虑电极的尺寸,细胞粘附生长时能桥接两个相邻的电极带。微电极电极间稳态电流密度高、电极间传质速度快、响应时间短,电极平面上收集更多的信号,能够反映出电极上细胞生长状态的微小变化,因此,灵敏度有了明显的提高。Micro Au-MSPQC串联压电细胞传感器是一种新型非侵扰式、无标记、活细胞在线监测技术。(4)利用新构建的Micro Au-MSPQC串联压电细胞传感器实时在线监测了内毒素LPS诱导的人脐静脉内皮细胞损伤以及VC/VE两种抗氧化维生素对该损伤的药物作用。传感器频移响应曲线表明低浓度的内毒素LPS在短时间内能促进HUVEC细胞的增殖,而在超过一定时间后则表现为对细胞抑制增殖及诱导凋亡的作用。另外发现VC和VE联合用药在低浓度(10μmol/L)就能很好地发挥减弱LPS损伤的作用。传感器监测结果与MTT检测及显微镜形态观察结果一致。(5)为了更好的模拟体内生理条件,研究刺激因子对内皮细胞屏障功能的影响,我们采用PPy[p Glu]-p Ly生物兼容性导电多聚物膜修饰传感器的ITO工作电极,构建了生物兼容性导电膜修饰电极串联压电细胞传感器(BIO-MSPQC)。电化学阻抗谱(EIS)对多聚物膜以及人脐静脉内皮细胞单层制备的不同步骤进行了表征。用传感器方法检测LPS、组胺等外源性或内源性炎症物质对内皮细胞屏障功能的影响,实验结果表明LPS或组胺诱导的内皮细胞层压电频移响应与刺激物的剂量有依赖关系,证实了BOI-MSPQC传感器是一种评价内皮细胞屏障功能在炎症介质中受损的有价值的方法。本研究可进一步推进压电生物传感器在细胞毒性药物检测中的应用。
韦晓兰[2]2005年在《肝癌细胞压电传感技术平台的构建与应用》文中进行了进一步梳理细胞拥有并表达着一系列潜在的识别元件,如受体、离子通道、酶、电位等,这些元件都可以作为靶分析物,当它们对外界刺激敏感时,就按照固有的细胞生理机制产生相应的生理功能活动。所以细胞芯片就是以生活细胞作为探测单元或传感元件,通过检测生活细胞的基本功能信息,细胞对化合物的响应等,实时、定量地确定细胞的生活状态和被分析物性质的技术。它可以检测细胞形态变化,电生理变化,液相环境的生化变化等等各种基本功能信息和生理信息。由于具有实时检测、原位检测、批量检测以及低成本检测等独特优点,细胞芯片已成为生命科学和环境科学以及医疗科学领域必不可少的工具。因此细胞芯片技术的研究有着十分重要的理论和实际意义。研究目的:构建新型的压电细胞传感芯片(Piezoelectric Cell-based Sensor Chip, PCSC)技术平台,并以该平台为基础,在理论和实验方面阐明细胞的压电传感响应特性;以肝癌细胞作为主要研究对象和传感元件,探索此技术平台在阳性药物检测、药物筛选以及纳米粒子在细胞检测中的效用等初步应用。此研究开创了药物筛选的压电传感方法,也为其应用提供了有力的理论基础,同时也对纳米细胞生物学领域做了有益的探索。研究方法:将压电传感技术和体外细胞培养技术结合进行平台构建;在性能测试过程中则是利用压电生物传感芯片的实时分析技术实时动态监测细胞行为信息,并结合扫描电子显微镜(Scanning Electric Microscope, SEM)进行细胞行为的形貌观察,以及双胰酶检测(Double Trypsin Assay, DTA)进行细胞行为的压电传感响应的验证;应用研究则利用压电生物传感芯片的实时分析技术与噻唑蓝比色分析(MTT)和荧光显微技术等传统的生物学方法进行同步实验的比较分析;最后采用氯金酸还原法制备纳米粒子,并以扫描隧道电子显微镜、紫外分光法等进行了纳米粒子的表征。研究结果:①运用传输线等效电路模型,引入声阻抗概念,直接建立起压电传感响应与负载声学参数的关系,并对各种质量效应与非质量效应,以及偏离因子进行了讨论和数学分析,从而建立了压电传感对细胞及其液相环境复杂体系响应的通解模型:
陶菡[3]2004年在《微生物学检测方法与壳聚糖特性的压电体声波传感研究》文中研究说明压电体声波传感技术因具有灵敏度高、响应谱广、易于实现数字化、结构简单和成本低廉等独特优点而广泛应用于分析化学、生物化学、环境监测、生命科学及分子生物学等众多领域。本文充分利用串联式压电传感器(SPQC)对溶液电导率、介电常数的响应，以及单面触液型压电体声波传感器对粘度、密度的响应，对几个新的体系进行了理论与应用方面的研究，拓宽了压电体声波传感器在生命科学和环境监测中的应用．本论文开展的研究工作如下： 1．首次采用串联式压电传感技术(SPQC)研究了天然高分子聚合物壳聚糖对金属离子的吸附性能，考察了离子浓度、吸附剂用量及壳聚糖的脱乙酰度对壳聚糖鳌合性能的影响。除此之外，本文还应用串联式压电传感技术对壳聚糖脱乙酰度进行了测定，这种测试方法能有效的消除壳聚糖所吸附的残酸或残碱的影响，从而使得测量结果更为准确可靠。 2．根据动态电阻与溶液粘度和密度变化的关系，首次采用声波阻抗分析技术考察了二氧化钛对细菌生长的抑制作用，实时监测了细菌在光照二氧化钛作用下的生长过程。通过将实验数据对微生物生长阻抗响应模型进行拟合，获得了不同生长条件下的叁个动力学生长参数(A、μ_m和λ)。通过考察二氧化钛用量与生长动力学参数之间的定量关系，建立了一个能反映二氧化钛对大肠杆菌(E．Coli)生长的光催化抑制作用的阻抗响应模型。 3．根据微生物生长过程中体系的粘度和密度的改变，采用声波阻抗分析技术，考察了迭氮化钠对鼠伤寒沙门氏营养缺陷型菌株TA100的致突变和毒性作用。根据理论分析，提出了相关的致突变及抑制模型。通过模型拟合，获得了迭氮化钠的致突变强度系数(a)和毒性抑制系数(b)分别为0.6063和1.1998×10~(-3)。 4．提出了用声波阻抗分析技术研究壳聚糖酶降解的新分析方法，并用这种方法实时监测了胃蛋白酶对壳聚糖的非专一性降解过程。讨论了pH值、温度、酶浓度以及底物浓度对其降解催化特性的影响。研究了脱乙酰度(DD)对胃蛋白酶降解反应的影响且建立了DD值与频移响应之间的关系。与其它的酶解测试法相比，新方法不仅具有无需分离样品，操作简单快速的优点，而且还可以对壳聚糖的酶解过程进行实时监测。
吴耀辉[4]2001年在《压电传感与阻抗技术在生物领域的研究和应用》文中研究表明二十世纪五十年代，Sauerbrey提出了压电石英晶体(PQC)的谐振频率与其表面的质量负载呈一定线性关系的理论。后来Martin研究了PQC的谐振频率、动态电阻和动态电感与溶液的粘密度之间的关系。其后经过近几十年的开拓性发展，PQC技术由于其简单、方便、成本低等特点已经应用于多种研究领域，包括分析化学、临床科学、表面科学、环境检测、药物分析以及生物化学和分子生物学等。 随着生物化学的迅猛发展，生化分析也显得越来越重要。但一般的生化分析方法都比较繁琐，所需要的仪器和药品都比较昂贵，而且一般只能提供单一的信息，如紫外可见分光光度法、HPLC、荧光法以及电泳法等。压电阻抗(PQCI)技术则能在线地监测生化反应的整个过程，并且能够提供多维的反应信息，故在生化领域中有着更为广泛的应用。我们在本实验室前面工作的基础上，利用PQC对溶液粘密度的灵敏响应，将这一技术应用于多种生化体系的研究： 1．首次将PQCI技术应用于对绿豆DNA热变性的研究。探讨了温度、时间、离子强度等对DNA变性的影响。 2．利用过氧化氢体系的强氧化能力，研究了该体系对小牛胸腺DNA的氧化损伤过程。比较了含Zn~(2+)和含Cu~(2+)以及不含有任何离子的过氧化氢体系的不同的氧化能力，其结果与电泳法得到的结果一致。探讨了不同浓度的H_2O_2和Cu~(2+)对该氧化损伤的影响。 3．将PQCI技术应用于对枯草杆菌生长的研究，并且基于α-淀粉酶对水溶性淀粉的酶促反应，推导出了枯草杆菌的PQCI生长模型，包括谐振频率、动态电阻和动态电感模型。得到了该生长过程的实时生长曲线和该细菌有关的生长常数，探讨了初始细菌数对这些常数的影响。提出了一种新的方法来实时监测该细菌在生长过程中产生的α-淀粉酶的活力。
贾学恩[5]2009年在《几种肿瘤细胞和蛋白质纳米生物传感的压电电化学研究》文中认为细胞传感分析新方法的建立、细胞兼容性界面的构建对促进生物医药、生物技术及组织材料工程发展具有重要作用。研究肿瘤相关抗原的高效电化学免疫分析新方法对临床癌症早期预警具有现实意义。纳米材料因其特殊的光、电、磁、热、力学等性能,在生化分析与生物传感领域显示出重大的应用潜力。本学位论文在简要综述了细胞传感分析以及电化学免疫分析的进展、压电传感技术以及纳米材料在生化分析领域的应用等的基础上,利用石英晶体微天平(QCM)和电化学技术在细胞行为监测以及蛋白质免疫传感等方面开展了一些研究工作,主要内容如下:1.以QCM对人乳腺癌细胞(MCF-7)在裸金电极上的粘附、生长行为进行了实时监测。结合显微镜对照实验讨论了QCM响应与细胞数目和表面覆盖度的关系。结果发现,在细胞粘附过程中,频率(f_0)和动态电阻(R_1)改变是电极表面质量、粘密度以及应力综合作用的结果,并且一定范围内与细胞的覆盖度成正比。2.以QCM实时、动态监测了MCF-7细胞在壳聚糖/多壁碳纳米管(CS/MWCNTs)和壳聚糖(CS)修饰电极上的粘附生长行为。讨论了同步记录的谐振频率和动态电阻响应,发现细胞在CS/MWCNTs修饰电极上粘附所引起的压电响应均大于CS修饰电极,表明前者更适于细胞的粘附和生长。采用MTT实验、荧光显微镜、循环伏安以及电化学阻抗谱(EIS)对细胞培养前后的电极进行了表征,支持了QCM法的结论。3.提出了一种悬浮细胞的磁固定和电化学检测新方法。制备了正电性磁性纳米粒子(CMNPs),利用其与细胞的静电作用,在电极上磁固定悬浮细胞人白血病K562细胞,以QCM技术监测了磁固定过程。对所固定K562细胞进行循环伏安测试,所得阳极电流峰峰高与细胞活性成正比,籍此考察了抗肿瘤药5-氟尿嘧啶(5-FU)的细胞毒性,与常规MTT法吻合。4.提出了一种仿生复合纳米材料界面固定贴壁肿瘤细胞和电化学检测的新方法。通过溶液吸附法合成羟基磷灰石-多壁碳纳米管(HA-MWCNTs)并将其修饰在电极表面,以QCM技术研究了成骨肉瘤细胞MG-63在HA-MWCNTs修饰电极上的粘附生长过程。HA-MWCNTs具有良好的生物亲和性和导电性。对所固定的MG-63细胞进行循环伏安测试,所得阳极电流峰峰高与细胞活性成正比,优化了实验条件,考察了细胞培养过程中细胞活性以及抗肿瘤药5-氟尿嘧啶(5-FU)的细胞毒性,与常规MTT分析法结果一致。5.以QCM-EIS联用技术原位动态监测了抗人IgG在几种修饰电极上的吸附和与人IgG的免疫反应。分别制备了戊二醛、纳米金(nanoAu)以及多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰金电极,记录和讨论了抗体吸附及免疫反应所引起压电石英晶体(PQC)的谐振频率(f_0)、动态电阻(R_1)以及电化学阻抗等参数。以循环伏安以及电化学阻抗谱法对抗体吸附和抗体-抗原反应前后的电极进行了表征。比较了抗人IgG在不同表面的吸附量以及免疫活性,结果表明,纳米金修饰电极的吸附量最大,其次是多壁碳纳米管修饰电极,而抗体在几种表面的活性基本一致。同时,利用所得频率和界面阻抗参数计算了免疫反应的结合常数。6.基于金微电极以及纳米金制备了一种超灵敏阻抗型甲胎蛋白(AFP)免疫传感器。通过金微电极(100μm直径)自组装纳米金,实现AFP抗体固定,循环伏安扫描以及原子力显微镜(AFM)对纳米金固定抗体前后的电极表面进行了表征。优化了实验条件,与常规金圆盘电极进行了比较,并对不同浓度AFP抗原进行了检测,线性范围为0.005-50 ng mL~(-1),检测限为0.76 pg mL~(-1)。结果表明,该免疫传感器具有超高灵敏度、良好的重现性和抗非特异性吸附性能,有一定的潜在应用价值。7.基于载有电子媒介体的纳米复合物膜制备了一种新型无标记安培型癌胚抗原(CEA)免疫传感器。首先合成金纳米粒子和甲苯胺蓝掺杂二氧化硅纳米粒子,以壳聚糖为交联剂,将两者混合滴干成膜制备了免疫修饰电极。考察优化了实验条件,并对CEA进行了检测,线性范围为1-80 ngmL~(-1),检测下限为0.65 ng mL~(-1)。实验结果表明,该免疫传感器具有良好的伏安响应,纳米粒子的协同作用使响应电流信号大大提高。这种传感器检测时的非特异性吸附小,灵敏度和稳定性较高。
郭慢丽[6]2006年在《碳纳米管基化学生物传感研究及细胞传感界面的构建》文中研究表明碳纳米管自1991年被发现以来,由于其独特的纳米一维管状结构、优良的力学、电学及电化学等性质,在物理、化学和材料科学等许多领域具有非常广阔的应用前景。另外,细胞体外分析对细胞生理行为的研究及药物的体外筛选都具有重要意义,细胞相容性界面的构建对促进细胞传感器的研制、组织工程的发展和组织工程材料的临床应用都起着十分关键的作用。本论文在碳纳米管基化学生物传感和细胞传感界面构建两个方面开展了一系列研究,取得了一些很有价值的成果。本论文的主要研究工作如下:1.基于DNA碱基上的氨基和羧基化碳纳米管表面的羧基之间的共价结合作用,将小牛胸腺DNA固定在多壁碳纳米管表面。用循环伏安和电化学阻抗技术表征了DNA的固定过程。固定化双链DNA能够与小分子溴化乙锭发生相互作用,表明在碳纳米管表面固定化的DNA仍保留其生物活性。2.基于静电相互作用,以阳离子聚电解质为中介,将小牛胸腺DNA静电组装在羧基化多壁碳纳米管表面。用压电石英晶体阻抗技术实时监测了DNA在碳纳米管表面的静电组装过程,并用电化学阻抗技术对DNA分子的层层组装进行了研究。探讨了固定化DNA与药物小分子盐酸氯丙嗪之间的相互作用,计算了结合常数和结合位点数。3.基于层层组装技术,将胆固醇氧化酶组装在羧基化多壁碳纳米管修饰金电极表面,制备了胆固醇安培型生物传感器。结果表明,用碳纳米管对电极表面进行修饰显着地增大了过氧化氢在电极上的安培响应;在酶电极外层电聚合聚邻苯二胺不导电膜有利于提高酶电极的抗干扰能力。此外,研究了被测溶液pH值对胆固醇安培响应的影响,在最优条件下得到了测定胆固醇的校正曲线,并计算了表观米氏常数。4.基于恒电流电聚合技术,制备了聚苯胺/碳纳米管复合物修饰电极,并首次对该复合物的电催化性能进行了研究。用扫描电子显微镜对复合膜的表面形貌进行了表征。电化学研究结果表明该复合膜对亚硝酸盐的还原具有优良的电催化性能。此外,考察了影响修饰电极对亚硝酸盐安培响应的因素,优化了测试条件,在最优条件下得到了测定亚硝酸盐的校正曲线,并提出了可能的电催化机理。与聚苯胺修饰电极相比,该复合膜修饰电极对亚硝酸盐的测定具有较高的灵敏度、较低的检测限和较宽的线性范围。且具有令人满意的存储稳定性。5.采用电化学阻抗技术,以Fe(CN)63?/4?为氧化还原探针,监测了人肝癌细胞BEL7404的生长过程,评价了抗癌药物吉西他宾和环境污染物Hg2+的细胞毒
赵洪元[7]2015年在《集成电化学与FET的微纳谐振生物传感器研究》文中研究说明生物传感器,特别是基于界面的亲和型生物传感器近年来发展迅速,在生物、化学、医疗等领域具有重要的应用价值。得益于微米纳米技术的发展,生物传感器不断向微观尺度发展,呈现高密度集成、高灵敏度检测、智能型传感等趋势。基于压电效应的薄膜体声波传感器因其体积小、功耗低、灵敏度高、与CMOS工艺兼容、易于阵列化从而实现高通量检测等优点,而受到广泛关注。本论文紧扣这一研究热点,进一步探索了薄膜体声波传感器的应用,并借鉴了多种检测技术在单芯片上集成的已有研究成果,提出了电化学/场效应管与薄膜体声波谐振器的硅基单片集成方案。制造了该集成单芯片,搭建了电化学工作电极-薄膜体声波谐振器、场效应管延伸栅极-薄膜体声波谐振器两套测试系统,成功检测了葡萄糖浓度变化、DNA杂交、层层自组装聚合物薄膜生长、抗体-抗原蛋白特异性结合等过程,从而验证了该集成单芯片传感器的有效性与实用性。本论文的研究内容和成果可以归纳为以下几个方面:1、提出了以氮化铝薄膜为核心的单片集成电化学/场效应管的薄膜体声波传感系统,该系统拥有电化学/电荷、重力(质量)、粘度多种检测模式,具备获取复杂界面信息的能力。2、在硅基单芯片上集成了电化学工作电极与薄膜体声波谐振器两种传感器,通过检测界面质量变化优化了生物敏感膜的生长条件,并通过对氧化还原反应电流、溶液粘度变化的监控实时检测了葡萄糖浓度变化。3、在硅基单芯片上集成了场效应管延伸栅极与薄膜体声波谐振器两种传感器,成功检测了聚电解质层层自组装过程,以及抗体-抗原结合过程,并通过分析电荷和质量两种响应深入研究了以上过程的机制。4、将石墨烯修饰到薄膜体声波传感器表面,增强了薄膜体声波传感器对两种典型的有机气体的检测灵敏度。5、将聚醋酸乙烯酯旋涂在薄膜体声波传感器表面,极大地提升了薄膜体声波湿度传感器对湿度变化的检测灵敏度。
田露[8]2003年在《小分子与核酸、蛋白质作用过程的压电传感研究》文中认为压电体声波传感器作为一种有前途的传感装置，具有灵敏度高、响应谱广、操作简单和方便适时的优点。本论文将压电传感技术用于生物化学和生物医药领域，就DNA、蛋白质在固-液界面上的物理化学过程以及它们与小分子的相互作用方面开展了一系列探索性工作，取得了一些创新成果。本论文的主要研究工作如下： 1．基于质量响应的压电石英晶体阻抗(PQCI)技术具有过程分析的特点，首次实时监测了活化博莱霉素诱导DNA的断裂。在H_2O_2和Fe~(3+)存在下，DNA修饰的压电传感器和博莱霉素溶液接触。根据实验确定了体系的pH、离子强度、博莱霉素溶液浓度和Fe~(3+)的浓度等最佳的反应条件。其它抗生素，如头孢拉定、链霉素、青霉素G、强力霉素、乙酰螺旋霉素的实验结果表明它们没有表现出和博莱霉素同样切割DNA的行为。 2．压电石英晶体阻抗分析用于抗癌抗生素，如丝裂霉素、博莱霉素，和DNA之间相互作用的动力学研究。实验结果表明抗癌抗生素的浓度在相互作用中有一定影响。理论推导出一种适合抗癌抗生素和DNA之间相互作用的准一级动力学模型以描述该过程。通过把实验数据对模型进行拟合，分别得到了两个体系的动力学参数k_(MMC)为4.56(±0.02)×10~(-3)(mM)~(-1)·s~(-1)和k_(BLM)为9.11(±0.02)(mM)~(-1)·s~(-1)。 3．应用石英晶体微天平技术对左旋延胡索乙素(L-THP)与人血清白蛋白(HSA)的反应进行实时监测。通过叁步法将HSA修饰在金电极表面。根据实验确定了体系的pH、离子强度、L-THP溶液浓度等最佳的反应条件。将不同温度下的频移数据对已导出的模型进行拟合，并分别得到其动力学参数k'，g_r和△f_(0,max)。根据阿仑尼乌斯公式，我们计算得出该过程的活化能(19.57 kJ·mol~(-1))。 4．应用石英晶体阻抗分析对人血清白蛋白在羟磷灰石修饰银电极上的吸附过程进行原位监测。用等价线路参数变化说明吸附过程。首次运用残差分析将一级动力学模型与二级连续步骤的动力学模型相比较，并最终确定二级模型以描述该过程，将频移的实验数据对该模型进行拟合并得到了动力学参数k_1，k_2，ψ_1，ψ_2和q_r的值。根据阿仑尼乌斯公式，得到了吸附过程两步的活化能(7.19 kJ·mol~(-1)。和22.89 kJ·mol~(-1))。
蔡燕[9]2001年在《压电石英晶体传感新技术在生命科学中的研究和应用》文中提出压电传感是通过检测高频压电晶体的体声波与被测物质的相互作用从而获取有关目标组分或目标体系的化学物理信息，它具有灵敏度高、结构简单、操作方便等优点，因而被广泛应用于分析化学、药学、生物学、膜科学、生物化学和环境科学等领域。压电传感是通过压电传感器来实现的。本文综述了压电传感器的发展历程及其在气、液相分析中的应用，并致力于压电传感器在生命科学中的新的应用。 本学位论文研究工作总结如下： 一、利用串联式压电石英传感器对电导的灵敏响应用两种方法对L-谷氨酸和L-赖氨酸进行了定量测定，并探讨了甲醛溶液浓度对测定的影响。通过校正曲线法可得，L-谷氨酸和L-赖氨酸在中性甲醛中的线性范围分别为7.1×10~(-4)M-6.5×10~(-4)M和6.9×10~(-6)M-7.4×10~(-4)M，检测下限分别为7.1×10~(-6)M和6.9×10~(-6)M，回收率分别为99.2％和100.1％，相对标准偏差分别为1.63％(n=6)和1.83％(n=6)。在频率滴定法中，检测下限分别为8.3×10~(-5)M和5.5×10~(-5)M。 二、首次利用压电石英晶体阻抗技术(QCI)研究蛋白质沉淀过程并应用于检测。1．利用QCI技术对牛血清白蛋白的沉淀过程进行了实时监测。2．利用QCI通过Cu~(2+)沉淀法测定了牛血清白蛋白(BSA)，测定线性范围为4×10~(-3)g/L-4×10~(-1)g/L，检测下限为1.9×10~(-4)g/L，回收率为101.4％，相对标准偏差为3.7％(n=6)。讨论了有机物，pH值等的影响。3．利用QCI研究了BSA、Cu~(2+)和EDTA结合的动力学过程。测得BSA与Cu~(2+)结合的反应速率常数为k=0.01s~(-1)，BSA-Cu~(2+)和EDTA反应速率常数为k=0.08s~(-1)。讨论了频率变化与EDTA浓度的关系，找出其线性方程为Δf=5857.1c_(EDTA)-1047.3，r=0.9993
向红霞[10]2008年在《抑菌作用及污染物生物修复、检测的电分析技术研究》文中提出压电体声波传感技术因具有灵敏度高、响应谱广、易于实现数字化、结构简单和成本低廉等独特优点而被广泛应用于分析化学、生物化学、环境监测、生命科学及分子生物学等众多领域。电化学方法,尤其是伏安法,由于具有使用费用低、易于操作、选择性良好、灵敏度高等优点,已广泛用于环境监测分析。本文利用电分析技术对溶液中物质高灵敏度的响应,对环境中有毒物质的微生物治理和检测展开了以下几个方面的研究:1.采用串连式压电传感技术监测了铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的生长情况,并首次将其结合高效液相色谱测定乐果浓度,研究了铜绿假单胞菌降解乐果的动力学过程,并建立了一个反映微生物降解农药的动力学模型。2.基于铜绿假单胞菌以葡萄糖作为生长碳源,能还原六价铬的特性,考察了中性环境中柠檬酸根存在条件下,铜绿假单胞菌与柠檬酸共同还原六价铬的动力学情况。3.根据动态电阻与溶液粘密度的关系,采用压电阻抗声波技术考察了乳链球菌素Nisin对金黄色葡萄球菌的抑制动力学过程,通过考察Nisin用量与生长动力学参数(A、μm和λ)之间的关系,建立了一个反映Nisin抑制金黄色葡萄球菌的阻抗响应模型,并通过Nisin浓度与最大阻抗响应值之间的关系,对未知样品Nisin的效价进行了测定。4.根据乐果在碱性环境中水解生成巯基化合物的原理,利用纳米金放大电化学信号,用金电极在KOH溶液中直接测定了乐果。电化学沉积法用于在电极表面制备颗粒小且分布均匀的纳米金来提高响应的灵敏度,循环伏安法和电化学交流阻抗法表征了该修饰电极的电化学行为。
参考文献：
[1]. 多通道串联式压电细胞传感器的构建及应用研究[D]. 仝飞飞. 湖南大学. 2015
[2]. 肝癌细胞压电传感技术平台的构建与应用[D]. 韦晓兰. 重庆大学. 2005
[3]. 微生物学检测方法与壳聚糖特性的压电体声波传感研究[D]. 陶菡. 湖南大学. 2004
[4]. 压电传感与阻抗技术在生物领域的研究和应用[D]. 吴耀辉. 湖南师范大学. 2001
[5]. 几种肿瘤细胞和蛋白质纳米生物传感的压电电化学研究[D]. 贾学恩. 湖南师范大学. 2009
[6]. 碳纳米管基化学生物传感研究及细胞传感界面的构建[D]. 郭慢丽. 湖南大学. 2006
[7]. 集成电化学与FET的微纳谐振生物传感器研究[D]. 赵洪元. 天津大学. 2015
[8]. 小分子与核酸、蛋白质作用过程的压电传感研究[D]. 田露. 湖南大学. 2003
[9]. 压电石英晶体传感新技术在生命科学中的研究和应用[D]. 蔡燕. 湖南师范大学. 2001
[10]. 抑菌作用及污染物生物修复、检测的电分析技术研究[D]. 向红霞. 湖南大学. 2008
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