李玉阳[1]2014年在《纳米复合材料构建的光电生物传感器的研究与应用》文中研究指明近年来,电化学与免疫分析结合得到了快速的发展,正朝着高灵敏、高通量及与各种技术结合应用的方向发展,各类纳米材料应用于免疫传感器的构建,尤其在电致化学发光和光致电化学分析方法方面取得了一些可喜的进展。本论文研究了一系列电致化学发光和光致电化学体系,并结合纳米复合材料构建了多种生物分析和传感体系,主要包括以下四个部分：(一)本文制备了一种金纳米粒子功能化氮掺杂石墨烯纳米复合材料,该纳米复合物集合了金纳米粒子和氮掺杂石墨烯的优点。Au-NG-Ru(bpy)32+作为二抗标记物构建了一种高灵敏夹心型电致化学发光免疫传感器。一抗通过共价键合固载在Au-NG修饰的电极上,然后利用抗体与抗原的特异性识别反应,将抗原固载在电极表面,最后再与Au-NG-Ru(bpy)32+标记的二抗反应,免疫传感器制备成功。该传感器利用Au-NG-Ru(bpy)32+与叁乙醇胺的共反应得到强的电致化学发光响应,从而提高了该免疫传感器的灵敏度。在最优条件下,该免疫传感器检测范围为0.01-500 ng/mL,检测限为5 pg/mL,该免疫传感器具有优良的选择性。(二)叁联吡啶钌(Ru(bpy)32+)和鲁米诺(1uminol)作为电致化学发光探针分别固载在Au-NG上,并分别作为免疫标记物。户Au-NG-Ru(bpy)32+用来标记CEA抗体,Au-NG-luminol用来标记AFP抗体。利用夹心模式构建单电极双通道免疫传感器,在-1.3-1.0 V范围内循环扫面阳极与阴极电致化学发光,在0.9 V和-1.2 V分别对应AFP和CEA的信号响应。该免疫传感器对甲胎蛋白的线性范围为0.01.-35 ng/mL,癌胚抗原的线性范围为0.01～60ng/mL。初步探索了用电致化学发光技术可在同一敏感界面实现双组分的同时组装同时检测。(叁)半导体纳米材料(或量子点)由于其优良的荧光特性和生物相容性,已被广泛应用。本文利用赭曲霉毒素A作为模拟分析物,CdS-Fe3O4纳米复合材料用来固载抗体,基于CdS-Fe3O4纳米复合材料构建了一种无标记型电致化学发光免疫传感器。CdS-Fe3O4纳米复合材料不仅为吸附生物分子提供大的比表面积和良好的生物环境,还展现出优良的电致化学发光和电化学性能。修饰电极利用交流阻抗技术和电致化学发光技术进行表征。在最优条件下,该免疫传感器对赭曲霉毒素A的线性范围为0.01-100ng/mL,检出限为6 pg/mL。该传感器制备简单,该传感器展现出较高的灵敏度和较好的选择性,实现了对真菌毒素的分析测定。(四)报道了一种基于CdS-Fe3O4纳米复合材料构建的高灵敏光致电化学免疫传感技术。免疫传感器是通过将CdS-Fe3O4纳米复合材料修饰于丝网印刷碳电极表面共价键合抗体制备的。在通过免疫反应,检测目标检测物黄曲霉毒素B1。该免疫传感器表现出宽的线性范围与低的检测限,线性范围0.01-70ng/mL,检出限为5pg/mL。这种实验方法有效的避免了普通电化学检测中的背景干扰问题。因此,在现场检测方面有很大的应用前景。
祁彦涛[2]2016年在《联吡啶钌环糊精超分子聚合物的合成、性质及其在电致化学发光传感器中的应用研究》文中进行了进一步梳理超分子化学是最近叁十年发展起来的一门新兴学科,在已报道的多种超分子主体分子中,环糊精因为其内腔疏水而外部亲水,可以与许多有机、无机和生物分子形成包合物,从而成为超分子化学工作者感兴趣的研究对象。天然环糊精对客体分子的识别选择性较差,为此研究者将分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique,简称MIT)引入到了环糊精超分子体系研究当中,利用该技术制备的分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer,简称MIP),具有理化性质稳定、可重复利用等特点。该技术提高了环糊精对客体分子的识别能力和选择性,已成为超分子领域研究的热点。近年来,基于环糊精及其衍生物的MIP被广泛应用于设计构建选择性化学传感器,然而它在以下几个方面还存在缺陷：(1)制备MIP的工艺比较复杂,需要借助交联剂发生聚合反应,费时费力；(2)真正将MIP固定在电极上的化学传感器的文献报道还较少；(3)直接构建在裸电极上的印迹传感器的灵敏度还有待提高；(4)基于环糊精的MIP在电致化学发光(ECL)传感器中的应用还较少。基于这些缺陷,本论文将联吡啶钌配合物修饰到环糊精边臂上,合成了一系列联吡啶钌环糊精聚合物。利用其在电极表面的强吸附特征,通过与模板分子自组装-吸附-洗脱等过程非常简便的制备了吸附于电极表面的分子印迹膜。由于联吡啶钌具有独特的ECL特性,我们成功构建了基于联吡啶钌环糊精聚合物和分子印迹技术的ECL传感器,并对这些传感器的分子识别效率和识别选择性进行了初步探讨。论文的主要内容如下：1、以β-环糊精为起始原料,在环糊精的边臂上引入4-(p-甲基苯)基-2,2'：6',2"-叁联吡啶(p-TTP),合成了含有p-TTP和环糊精两个关键部件的化合物,并与叁氯化钌形成配合物；此外我们对p-TTP进行修饰,分别在C-4位和C-4'位引入羧基和联苯二胺,生成含有氨基和羧基的联吡啶衍生物,通过与上述配合物的配位反应,得到含有两个p-TTP单元的金属钌环糊精,即Dp-TTP钌环糊精；最后通过分子首尾两端的羧基和氨基发生自身缩合反应得到了多聚体T6。为了考查环糊精上羟基对分子识别的影响,对羟基进行甲基保护,用类似的方法合成了多聚体T3。为了考查聚合度对聚合物性质的影响,又分别合成了单体配合物T4、二聚体配合物T5、参照配合物Ru(p-TTP)2Cl2以及甲基保护环糊精的单体配合物T1、二聚体配合物T2,以上配合物均利用核磁共振氢谱、碳谱以及MALDI-TOF MS进行了表征。2、同样以β-环糊精为起始原料,用叔丁基二甲基硅基(TBS)对C-6位的七个羟基进行保护,再用乙酰基保护C-2和C-3位的羟基,脱去C-6位的TBS保护基,通过Mitsunobu反应在C-6位上选择性的引入两个p-氨基苯基,合成了二取代的环糊精衍生物,利用酰化反应在其中一个苯胺基氮原子上引入2,2'-联吡啶(bpy),与RLu(bpy)2Cl2发生配位反应得到了单体配合物D1,通过分子首尾两端的羧基和氨基发生自身缩合反应得到了叁联吡啶钌环糊精多聚体D2,以上配合物均利用核磁共振氢谱、碳谱以及lALDI-TOF MS进行了表征。3、对合成的一系列联吡啶钌环糊精衍生物进行了紫外、荧光、电致化学发光性质及在电极表面的吸附稳定性的研究,结果表明,叁联吡啶钌环糊精衍生物具有较强的荧光和电致化学发光,Dp-TTP钌环糊精衍生物虽然荧光和电致化学发光较弱,但通过对配体的修饰,其发光强度得到了一定程度的提高。在研究这些配合物在玻碳电极的吸附稳定性的过程中,发现叁个多聚体T3、T6和D2与单体配合物和二聚体配合物相比,表现出了更强的吸附能力和吸附稳定性。此外,通过原子力显微镜(AFM)观察了这些多聚物的微观结构,发现它们呈现出相互交错的网状结构,通过ALDI-TOF MS发现多聚体的聚合物大于6,这些正是它们具有良好吸附稳定性的原因。这些研究结果为构建基于分子印迹的ECL传感器提供理论与实验基础。4、研究了基于ECL发光的联吡啶钌环糊精对客体分子对甲基红(Dab)的分子识别特性,结果表明Dab对聚合物T6的ECL淬灭最为显着,对聚合物T3的ECL淬灭程度最小,这种规律可以总结为随着环糊精上被保护的羟基的数量的增加,其构建的ECL传感器对客体分子的识别能力逐渐减弱。结合这些配合物在电极表面吸附稳定性的研究结果,选取聚合物T3、T6和D2作为主体分子,以小檗碱(Berberine, BH)作为模板分子,通过分子自组装-吸附-洗脱,成功制备了分子印迹膜-玻碳电极,构建了MIP-ECL传感器,并将其应用于对BH和雌二醇(Estradiol, EST)的识别,结果表明基于T6构建的MIP-ECL传感器对模板分子BH的识别在识别效率和识别选择性上均表现出优异的性质。
何月珍[3]2014年在《基于过氧化物模拟酶放大信号的发光化学传感器的构建及应用研究》文中研究指明过氧化物酶是以铁卟啉为辅基的氧化还原酶，在动植物和微生物中广泛存在，可有效催化多种氧化物或过氧化物氧化其它物质。过氧化物酶不仅参与多种生理反应，还是临床检验中最常用的酶，广泛应用于多个生化检测项目和各种免疫试剂盒。然而，作为一种天然酶，过氧化物酶在非生理条件下，特别是工业条件（如高温、高压、极端pH、重金属和有机溶剂等）中，容易受到多种物理、化学因素的影响，而发生结构变化、失去催化活性；另外，过氧化物酶在生物体内的含量很低，故分离纯化难、成本高、价格贵，从而大大限制了其实际应用。因此，研究和开发具有稳定性高、成本低的人工模拟酶来代替过氧化物酶，已经成为多学科交叉的研究热点。在过去的几十年里，人们已经在人工模拟酶领域取得了显着的成绩，开发了许多具有过氧化物催化活性的人工模拟酶，如卟啉类模拟酶、氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶、分子印迹聚合物模拟酶等。除此之外，具有过氧化物模拟酶催化活性的纳米材料，也引起了研究者极大的兴趣，诸如碳基纳米材料、金属纳米材料和金属氧化物纳米材料等都展现出不俗的过氧化物模拟酶催化活性，在生物、医药、环境等方面应用广泛。直至今天，人工模拟酶在分析化学中的应用还面临着一些困难，如模拟酶的催化活性低于天然酶，催化底物的专一性也比不上天然酶。因此，如何开发人工模拟酶在生物分析和环境检测等领域的应用仍然是富有挑战性的课题。本文围绕着将过氧化物模拟酶作为传感体系的信号放大催化剂应用于发光传感器，开展了以下工作：1）将能够在强碱性介质中工作的氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶，代替辣根过氧化物酶作为标记酶，应用于化学发光免疫分析。该项工作为碱性环境中各种物质（如嗜碱微生物等）的检测提供了一种可行的分析方法；2）根据一些纳米材料不仅具有高的过氧化物模拟酶催化活性，还具有良好的光致发光特性，尝试将传感体系的催化剂和荧光探针都集成到同一纳米材料上，构建新型无酶荧光传感器；这种设计不仅简化了传感体系的构成元素，而且拉近了催化剂和荧光探针的距离，有效地提高了传感体系的灵敏度。基于这种传感原理，本论文成功构建了叁种不同分析物的高灵敏度、高选择性的新型无酶荧光传感器。全文共分为六个部分，第一章为绪论，总结了近几年国内外关于卟啉类过氧化物模拟酶、氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶、纳米材料模拟酶等人工过氧化物模拟酶在光学传感器中的研究进展。第二章研究了氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶对于鲁米诺-H2O2化学发光体系催化作用。实验结果表明，对于该化学发光体系可在强碱性条件下工作的氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶具有比辣根过氧化物酶更高的催化活性。我们将该DNA过氧化物模拟酶标记到二抗上，建立了一种高灵敏度、高选择性的人瘦素化学发光免疫传感器。该传感器对于人瘦素的线性响应范围是10到1000pg mL1，检出限是1.9pg mL1。第叁章将氯化血红素/G-四链体DNA过氧化物模拟酶和Fe3O4@Au磁性纳米复合材料相结合，建立了人瘦素高灵敏度、高选择性的叁明治夹心型化学发光免疫传感器。为了构建这样一个传感平台，首先合成了核壳结构的Fe3O4@Au纳米复合材料作为分离载体，用于固定人瘦素的捕获抗体。形成的纳米复合物可以与人瘦素、DNA过氧化物模拟酶标记的二抗先后结合形成叁明治夹心型免疫复合物。然后，用磁铁将上述负载免疫复合物的Fe3O4@Au磁性纳米材料从反应物中分离出来，并进行化学发光检测。免疫复合物上的DNA过氧化物模拟酶可以催化鲁米诺-H2O2之间的氧化还原反应，放大化学发光检测信号。该传感器检测人瘦素的线性范围为1.0到8.0×102pg mL1，检出限为0.3pg mL1。第四章利用氯化血红素和石墨烯量子点之间的非共价键自组装作用，合成了氯化血红素功能化的石墨烯量子点纳米复合物。该纳米复合物不仅具有很强的过氧化物酶催化活性，还具有卓越的荧光性能。由于该纳米复合物对H2O2十分敏感，H2O2的加入能有效地猝灭其荧光。据此，我们建立了一种简单、绿色和低成本的H2O2和葡萄糖的荧光传感器。该传感器检测H2O2的线性范围是从1μM到300μM，检测限为0.1μM；检测葡萄糖的线性范围是从9μM到300μM，检测限为0.1μM。这种以石墨烯量子点和氯化血红素的自组装为基础构建传感平台检测生物分子的方法，为设计新型光学传感器提供了一种可行的途径。第五章利用石墨烯量子点卓越的过氧化物催化活性、优良的光致发光性质和易于功能化等特点，构建了无酶催化荧光传感器用于检测环境污染物对苯二酚。由于石墨烯量子点能够催化溶解氧氧化对苯二酚，催化反应产生的苯醌能有效组装到石墨烯量子点的表面猝灭其荧光，从而可以实现对对苯二酚的定量检测。该方法具有很高的选择性，苯酚等一般的还原性物质对对苯二酚的检测没有干扰。该方法对对苯二酚的检测的线性范围是从0.01μM到30μM，检测限低至5nM，是已报道的检测对苯二酚的方法中灵敏度最高的荧光传感器。第六章我们将基于多功能石墨烯量子点的荧光传感器用于茶叶中儿茶酚的检测。在该传感器中的石墨烯量子点能够催化溶解氧氧化儿茶酚，生成的醌能组装到石墨烯量子点的表面，有效猝灭石墨烯量子点的荧光，从而实现对儿茶酚的检测。该方法具有很高的选择性，茶叶中含有的维生素、氨基酸和糖类等还原性物质对其没有干扰。我们利用该体系检测了六种茶叶中儿茶酚的含量，实验结果与标准方法（福林酚试剂比色法）测定的数据相比，结果令人满意。
陈福南[4]2002年在《微流控化学发光生物传感器芯片的研究》文中认为本论文分为叁部分。每个部分都包括相关综述和研究报告。 第一部分先介绍了微全分析系统的概况以及微流控芯片近年的研究状况，包括芯片的微细加工新技术和检测系统研究进展。微流控芯片是以分析化学为基础，以微机电加工为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为主要应用对象，集成采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测于一微芯片上的分析测试系统。其特点是大大降低试剂及试样消耗量，提高分析速度，减少测试费用。经过十多年的研究，微流控芯片在加工制作技术、材料选择、检测技术等方面都取得了极大的进展，为普及分析测试技术、实现分析实验室的家庭化、个人化创造了条件。在这部分的研究报告里，本文首次报道了用空气作载流的微流控芯片——化学发光检测系统。在微量分析和超微量分析里，化学干扰产生的溶液背景是影响灵敏度的主要因素，尤其在微流控系统中，载流溶液的背景不可避免，用空气作载流就可以消除背景而获得高信噪比和高灵敏度。其次，微流控系统中用溶液作载流，很难消除因微通道内壁粗糙而产生的气泡，常常影响稳定性和重现性。空气作载流则可避免这一缺陷。最后，流动注射分析中载流溶液与样品的相互扩散会导致样品区变宽而降低灵敏度。用空气作载流就没有扩散，灵敏度极高。 很显然，微流控系统中用空气作载流的分析方法不适于分光检测、电化学检测以及荧光检测，但用化学发光检测时则显示出独特的优势。迄今为止，这种方法未见报道，将会成为提高微流控分析系统灵敏度的重要技术。 我们在25×75×5mm的透明玻璃上用打孔器制作了两个通道作为酶柱和化学发光试剂柱。用sol-gel技术固定辣根过氧化物酶(HRP)和鲁米诺在微反应器里，而把尿酸酶固定在酶反应器中。通过测量微反应器里产生的过氧化氢与在酶反应器里的鲁米诺在HRP存在时发生的化学发光反应信号对尿酸进行传感。选好的条件下，尿酸浓度响应的线性范围为1-100mg／L，回归方程式为I=3.09C(mg／L)+2.1(r~2=0.9992，n=6)，检出限为0.1mg／L(3σ)。50mg／L的尿酸的相对标准偏差为4.2％(n=7)。 对葡萄糖传感器芯片的研究也是在自制的芯片上进行。酶柱里装入固定 了葡萄糖氧化酶的多孔玻璃，化学发光试剂柱里装吸附了！uminol和铁氰化钾 的离于交换树脂。两通道之间刻蚀了一条微通道相接。样品注入酶柱，使酶催 化葡萄糖氧化，把洗脱液（Na少OoNaOH）注入固定化化学发光试剂柱，启 动泵，酶柱中产生的HZOZ与离子交换树脂柱洗脱的CL试剂相遇在微反应池 里充分混合，产生CL信号。葡萄糖的浓度由化学发光强度而定。我们研究了 固定化反应器中酶反应的条件、洗脱液的pH值、空气载流流速对芯片性能的 影响，在最佳条件下，测量葡萄糖浓度的响应线形范围为 1．ill omM，回归 方程为I－2．09C（mM）＋12二l（r‘－0．9991，n＝7），检狈限为0．lmM（3a），对5．smM的 葡萄糖溶液的相对标准偏差为3．9％…－7）。固定了鲁米诺和铁氰化钾的柱子可 重复使用200次以上，系统性能无明显改变。两个月内进行了200次测量。 第二部分综述了光学式化学发光生物传感器的研究进展。光学式传感器 是光谱法中最活跃和最重要的研究领域，是将具有分子识别作用和换能作用 的固定化试剂染料、酶、辅酶、生物受体、抗原。抗体、核核酸、DNA、动 植物组织或细胞、微生物等的敏感膜以某种方式固定，对样品中的待测物质 进行选择性的分子识别、再转换成各种光信息，如紫外、可见及红外光的吸 收和反射、荧光、磷光、化学发光和生物发光、拉曼散射、光声和表面等离 子体共振等信号输出。光学式化学传感器具有很高的传输信息容量，可以同 时反映出多元成分的多维信息，并通过波长、相位、衰减、偏振和强度调制、 时间分辨、搜集瞬时信息来加以分辨，真正实现多道光谱分析和复合传感器 阵列的设计，达到复杂混合物中特定分析对象的检测。光学式化学传感器还 具有很好的电绝缘性，检测安全，测定的信号更加稳定，抗电磁干扰性能强， 对恶劣环境的适应性好。由于光学式化学传感器具有诸多优点，其应用领域 也不断扩大，必将对新的传感技术的发展作出极大贡献。这一部分的研究报 告主要描述了一种新的固定化试剂流动注射－化学发光传感器测定扑热息痛的 方法。分析试剂鲁米诺和铁氰化物被静电吸附固定在离子交换树脂柱上。用 磷酸盐从柱上洗脱出的鲁米诺和铁氰化物反应发生的信号在扑热息痛的存在 下会减弱。该传感器在 5刀xlo’乙 l刀xlo”飞／ml范围内对扑热息痛的浓度响应 成线性。检测限为4．7xlo”gg／ml＊a卜该传感器可稳定使用200次，成功地用于 扑热息痛药片的测定。
葛磊[5]2014年在《纳米功能复合材料的制备及其在生物传感中的应用研究》文中研究指明近几年,随着纳米技术研究的不断深入,纳米复合材料在人类的生活和生产中正显示出不可替代的重要作用。纳米复合材料不仅具有纳米材料本身的大比表面积、高导电性、强机械性能等特点,还具有较高的催化活性、较强的吸附能力、良好的生物相容性等优点,在广泛查阅大量相关文献的基础上,围绕纳米材料在电致化学发光、光致电化学及电化学传感器中的应用,针对生物传感器构建的关键环节即生物传感界面的构建和信号标记放大策略,本研究论文在微流控功能纸基材上引入了一系列不同形貌和结构的纳米复合材料,包括量子点、纳米金、碳纳米管等功能复合材料,实现了微流控功能复合纸基材的高灵敏分析方法的建立。制备了鲁米诺-Au纳米、叁联吡啶钌-石墨烯等功能分子组装材料,并将这些纳米复合材料与生物功能大分子进行组装,例如抗体与适配体等,达到提高传感器选择性、延长传感器使用寿命等目的,以满足临床诊断、环境监测等应用的需要。1.多孔CdS量子点-碳纳米管复合功能纸基材的制备及光致电化学传感应用研究将光致电化学分析方法与微流控功能复合纸基材结合,通过蜡打印技术,构建实现低成本、简单、便携、易处理的光致电化学功能纸基材。对光致电化学功能纸基材进行复合处理,在纤维素纤维表面原位修饰制备CdS量子点-碳纳米管复合材料。该光致电化学功能复合纸基材以鲁米诺-金纳米粒子复合材料为内部光源,以数字万用表为外部终端光电流检测设备。考察了该光致电化学功能复合纸基材的光电流响应。与传统平面电极相比,在内光源与外光源模式下均观察到光致电化学功能复合纸基材对光电流的增强效应。为进一步放大光电流信号,设计制备了固态超级纸电容器,并将其集成到光致电化学功能复合纸基材上,以收集并存储产生的光电流。存储在固态超级纸电容器内的电能可以通过数字万用表短路法瞬间释放出来,并得到放大的光电流(大约放大了.13倍),并可被数字万用表检测。该光致电化学功能复合纸基材摒弃了昂贵复杂的电化学工作站检测机制,并获得比直接光电流检测更高的灵敏度。最后,在该光致电化学功能复合纸基材内构建了夹心式适配体传感界面用于人血清中叁磷酸腺苷的检测,线性范围为1.0pmol/L至1.0nmol/L,检测限为0.2pmol/L。最后考察了该光致电化学功能复合纸基材的重现性、特异性与稳定性。2.多孔半导体聚合物-纳米金复合功能纸基材的制备及其电化学传感应用通过自催化还原生长方法,在纤维素纸纤维表面原位生长制备纳米金导电层,形成微流控功能纸基材上的多孔金纸电极。由于纸的多孔性与大表面积以及金纳米粒子的高导电性,多孔金纸电极极大地提高了纸电极的有效表面积和检测灵敏度。随后,在多孔金纸电极内部的导电纸纤维表面电聚合制备分子印迹聚合物,在微流控功能纸基材上引入分子印迹技术。基于以上制备的分子印迹修饰多孔金纸电极和折纸原理,进一步构建了分子印迹电化学功能复合纸基材用于检测D-谷氨酸。该功能复合纸基材由一个辅助功能卡和四个样品功能片构成。检测线性范围为1.2nmol/L至125.0nmol/L。考察了分子印迹电化学功能复合纸基材的选择性、重现性和稳定性。该分子印迹电化学功能复合纸基材为发展中国家的疾病诊断、公众健康、环境检测等提供了一种灵敏的、特异的、高通量的手段。3.电致化学发光复合纸基材的制备及其无线电泳传感应用研究将CdS量子点-碳纳米管复合材料通过静电层层修饰技术,组装到纸纤维素纤维表面。利用CdS的电致化学发光特性,首次将微流控功能纸基材与电泳分离技术结合,制备了一种低成本、简单、便携、易处理的微流控电致化学发光电泳纸基材。设计制备柱上铜-金复合双极电极,实现微流控电致化学发光电泳纸基材上的无线电致化学发光检测。该微流控电致化学发光电泳纸基材可在六分钟内将丝氨酸、天冬氨酸与赖氨酸完全分离,分离电压仅为330V。本文还设计制备了一种新型的自制整流器,采用家用电源即可实现上述分离电压。优化实验条件后可得到较高的检测灵敏度。叁种氨基酸的检测限分别为：13pmol/L(丝氨酸),34pmol/L(天冬氨酸),0.17nmol/L(赖氨酸)。叁种氨基酸电泳谱图的峰高与迁移时间的精密度分别为<5.0%、≤1.5%。该电致化学发光电泳纸基材提供了一种快速、集成、自动化的多组分分离与检测方法。4.菱形二氧化钛纳米晶复合材料的制备以及在光致电化学传感器中的应用在无水乙醇中,通过溶剂热的方法制备高结晶性的菱形二氧化钛纳米晶。在菱形二氧化钛纳米晶修饰的氧化铟锡导电玻璃上覆盖壳聚糖层后,将抗癌胚抗原抗体通过戊二醛交联共价修饰到电极表面。采用叁联吡啶钌配合物作为光致电化学光电流信号分子,抗坏血酸作为自牺牲电子供体,在菱形二氧化钛纳米晶复合材料修饰的氧化铟锡导电玻璃上构建了一种新型的光致电化学免疫传感器。为了进一步增强该传感器在紫外及可见光区内的光电流强度,合成制备了叁联吡啶钌配合物-还原石墨烯纳米复合材料(Ru-RGO),其中叁联吡啶钌配合物作为电子供体,还原石墨烯作为电子受体,加速光生电子-空穴的分离并抑制其复合。借助免疫反应带来的光电流信号变化,实现了光致电化学免疫传感器测定癌胚抗原。其光电流强度与癌胚抗原浓度的对数成线性关系,线性范围为0.1pg/mL to100ng/mL,检测限为0.059pg/mL。另外该光致电化学免疫传感器还表现出了较高的灵敏度、稳定性、重现性,并为免疫分析开辟了一条新的出路。5.量子点-二氧化钛复合薄膜的溶胶凝胶制备与性能研究本工作研究了一种新型的CdTe量子点-二氧化钛复合溶胶凝胶膜的制备方法。制备了以巯基乙酸为保护剂的水溶性CdTe量子点,荧光发射颜色分别为绿色、黄色和红色。在最佳制备条件下,水溶性CdTe量子点表现出较高的荧光效率。通过控制钛酸四丁酯在乙醇与聚乙烯基吡咯烷酮溶液中的水解,’制备Ti02溶胶。在Ti02溶胶中加入二乙醇胺以防止CdTe量子点的表面缺陷猝灭。将CdTe量子点嵌入Ti02溶胶膜后,由于CdTe量子点与Ti02之间的相互作用,导致CdTe量子点荧光强度降低。与溶液中的CdTe量子点相比,Ti02溶胶膜内的CdTe量子点荧光发射峰发生轻微蓝移,且蓝移量取决于量子点的性质。红光量子点发生峰蓝移量为1nm,而绿光量子点发生峰蓝移量为7nm,表明红光量子点具有较高的稳定性,且其与Ti02溶胶的相互作用较少。该CdTe量子点-Ti02复合溶胶凝胶膜不仅制备简单,而且具备较高的亮度、多色的光发射以及较高的稳定性等优点,因此CdTe量子点-TiO2复合溶胶凝胶膜将在不同的领域具有较高的应用潜力。
卢建忠, 章竹君[6]1995年在《化学发光消耗型锰传感器》文中研究表明化学和生物发光是由化学反应产生的一种光辐射,不需要任何光源。又由于它们具有高灵敏度、宽线性范围和相对比较便宜的仪器等优点,因而在化学和生物传感器领域引起了广泛的兴趣。已用于H_2O_2、乳酸和胆固醇等多种生物活性物质的测定,但未见有金属离子传感器的报道。本文发展了一种新型的全固态模式的消耗型锰离子化学发光传感器。该传感器将除待测物外的所有化学发光反应试剂全部固定在阴离子交换树脂Amberlyst A-27上,于化学发光反应之前,将一定量化学发光试剂从固定化试剂柱上洗脱,与样品中的锰离子产生化学发光。已成功地应用于水样中痕量锰离子的测定。每个固定化试剂柱可连续使用100次以上。 1 实验部分 1.1 仪器和试剂 化学发光传感器由流动系统和检测系统两部分组成。其中流动系统主要由蠕动泵、六通阀、固定化试剂柱和流通池组成。检测系统由光电信增管、负高压、放大器和记录仪组成(图1)。
李雪[7]2017年在《基于g-C_3N_4的光电化学传感器对蛋白激酶A活性的检测研究》文中研究说明蛋白激酶催化蛋白质磷酸化是一种重要的生物代谢过程。并且在信号传导、细胞增殖、激素分泌、细胞分化、基因表达和细胞凋亡等方面发挥了至关重要的作用。据报道,突变的蛋白激酶活性和不正常的蛋白磷酸化过程与许多疾病有关,像免疫缺陷、癌症、糖尿病和阿尔茨海默病等。在早期疾病检测和治疗功效评断方面,蛋白激酶活性可能是一种新的标志。因此,灵敏检测蛋白激酶活性是至关重要的。目前,检测蛋白激酶活性的方法有荧光法、光致发光、电致发光、拉曼光谱法、多光谱测定法和共振光散射等,然而,这些方法具有难理解、检测仪器昂贵、耗时、繁琐的样品处理和操作复杂的缺点。因此,建立特异性强、灵敏度高、简单快捷的蛋白激酶活性检测方法意义重大。本文基于类石墨相氮化碳(g-C3N4)和改性的g-C3N4制备了四种光电化学传感器,实现了蛋白激酶的灵敏快速的检测。(1)基于锆离子与磷酸基团的识别作用和光信号分子磷酸化的g-C3N4的使用,我们提出了一种简单灵敏的光电化学策略来检测蛋白激酶A(PKA)活性。在最优实验条件下,随着PKA浓度从0.05 U/mL增加到50 U/mL,光电流值成比例的增加,最低检测限是0.077 U/mL。而且,本工作提出的光电化学实验可以应用于定量分析PKA抑制剂。结果表明,鞣花酸的IC50(半抑制浓度)约为9.1μM。另外,提出的实验方法可以进一步检测实际样品中的PKA活性,实际样品包括健康人的血清和胃癌患者的血清,健康人的乳腺组织和乳腺癌患者的乳腺组织。因此,本工作构建的实验方法为低成本和高灵敏检测激酶A活性和抑制剂筛选提供了一个新颖简单的检测平台。(2)利用光电转换材料硫化镉量子点(CdS QDs)增强g-C3N4的光电化学信号,我们构建了一个灵敏的光电化学传感器来检测PKA活性。实验首先合成了复合材料Au/gC3N4,利用Au-S键,将基质多肽固定在电极上,进而在含巯基的叁磷酸腺苷的作用下,PKA催化磷酸化,基质多肽引入了含巯基的磷酸基团。通过CdS QDs和巯基的结合,将CdS QDs捕获在电极上。光照条件下,在CdS QDs和g-C3N4的协同作用下,光电流增大。CdS QDs数量越多,对g-C3N4的增强效果越明显,电流值越大。基于此,实现对PKA活性的检测。我们通过抑制剂鞣花酸对PKA抑制作用的研究,进一步扩宽了制备的传感器的应用。并且,我们利用该实验策略对胃癌患者血清和乳腺癌患者的乳腺组织中的PKA活性进行了研究,结果表明该传感器同样适用于实际样品的检测。因此,本项工作提出的光电化学策略在PKA活性和抑制剂筛选以及实际样品检测方面具有巨大的潜力。(3)基于光信号分子g-C3N4和MOFs材料Au-ZIF-8来增强光信号强度,提出了一种灵敏的光电化学传感器。实验中TiO2可以特异性识别磷酸基团,基于此,合成了复合材料TiO2/g-C3N4。Au-ZIF-8作为一种MOFs材料,具有MOFs本身的性质,在ZIF-8和金纳米颗粒复合的反应中,金纳米颗粒的生成尺寸受到ZIF-8的影响,控制在5 nm左右,且均匀分布在ZIF-8的表面,增加了基质多肽的结合位点,利于信号扩增。通过Au-S键,捕获基质多肽,紧接着,PKA将其催化磷酸化,进而结合信号分子,在电子供体AA中检测信号大小。该光电化学传感器实现了PKA活性的灵敏检测,线性方程为I(nA)=136.89logc+259.298(R=0.993),检出限为0.02 U/mL(S/N=3)。通过抑制剂鞣花酸对PKA活性抑制作用的研究,进一步扩宽了制备的传感器的应用性。因此,实验提出的光电化学策略在激酶活性和激酶抑制剂筛选方面具有巨大的潜力。(4)基于在溶液中的PKA催化磷酸化反应以及PAMAM树状高分子和ALP引起的信号扩增策略,提出了一个新颖的光电化学实验来检测PKA活性。实验策略中,PKA磷酸化过程在溶液中完成而不是在电极表面进行,这个实验过程操作简单,而且反应物能够充分接触,使反应充分进行。另外,为了将磷酸化的基质多肽固定于电极表面,我们合成了复合材料TiO2/g-C3N4,并做了表征。一方面,TiO2/g-C3N4中的TiO2可以与基质多肽的磷酸基团特异性结合,另一方面,TiO2/g-C3N4中的g-C3N4可作为光信号分子。当依次固定复合材料TiO2/g-C3N4和磷酸化的基质多肽于电极上后,通过PAMAM上的羧基和多肽上以及ALP上的氨基连接,将PAMAM树状高分子和ALP捕获在电极上,在含有丰富羧基的PAMAM树状高分子的协助下,捕获在电极上的ALP数量增多。ALP催化检测液中的AAP原位产生电子供体AA,随着ALP数量增多,催化还原产生的AA增多,进而光电流值增大。本工作提出的检测策略表现了高的灵敏度和低的检测线,检测线值约为0.048 U/mL(S/N=3)。同时,该传感器可用于PKA抑制剂的评估。因此,构建的光电化学传感器在PKA活性检测和抑制剂筛选方面具有很大的潜力。
卢建忠, 章竹君[8]1996年在《消耗型化学发光传感器的研究》文中研究表明本文首次发展了多种消耗型化学发光传感器,方法基于发光试剂通过电价键全部固定在阴、阳离子交换树脂上,在不添加外来发光试剂的情况下,可直接对待测物进行传感.该类型传感器固定化方法简单,灵敏度高,还可通过控制洗脱剂的浓度精确控制发光试剂的释放量,进而控制固定化试剂柱的使用寿命.所设计的六种类型的传感器均已成功地应用于样品中待测物的测定.
赵常志, 宋元宁, 赵国良[9]2000年在《电致化学发光传感器》文中认为介绍了电致化学发光传感器由于使用光纤、发光活性试剂固化和电极覆膜技术既保持了电致发光分析法灵敏度高、重现性好、操作简便的特点 ,又提高了分子识别能力且实现了仪器的小型化和实用化。在生化分析、药物检测、免疫分析等方面有广阔的应用前景。
周厚江[10]2005年在《基于分子印迹聚合物识别的流通式化学发光传感器的研究》文中进行了进一步梳理本文的主要内容是分子印迹聚合物在流通式化学发光传感器的分析应用。全文由两部分组成。 第一部分详细介绍了分子印迹技术(Molecularly imprinting technology,MIT)的基本原理和制备方法,综述了近十年来该技术在诸多领域中的应用及发展情况。 第二部分报告了基于分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymer,MIP)作为识别元件的流通式化学发光传感器的研究工作。内容包括运用分子印迹技术分别合成了以β-兴奋剂(盐酸克伦特罗,沙丁胺醇,硫酸特布他林)为模板的分子印迹聚合物,并将其作为识别元件用于化学发光传感器的设置和复杂样品中模板分子的检测。 化学发光(Chemiluminescence,CL)是化学反应中发出可见光的现象。反应体系中的某些物质分子,如反应物、中间体或者荧光物质吸收了反应释放的能量而由基态跃迁至激发态,然后再从激发态返回基态,同时将能量以光的形式释放出来,产生化学发光。化学发光分析法以其简单、快速、灵敏、线性范围宽等优点已经被广泛的应用在药物科学、环境科学及生命科学等领域中。但是,选择性差却限制了该方法在复杂样品分析中的应用。为了提高化学发光的选择性,化学研究者主要从两个方面来考虑:一是和免疫技术相结合,取得了一定的成绩,但其中用到的酶试剂不稳定,容易失活;二是和分离技术相结合,如高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)、微流控芯片(μTAS)等,但这些方法或是仪器昂贵,或是操作复杂,而且,当分离条件和化学发光条件不相容时,化学发光分析法受到极大的限制。 分子印迹技术是制备对模板分子具有特异选择性和识别能力的分子识别材料的新兴技术,其识别能力可以和生物分子抗原—抗体、酶—底物、受体—激素间的特异性识别相媲美,同时有抗体、酶、受体等生物活性物质所不具备的对恶
参考文献：
[1]. 纳米复合材料构建的光电生物传感器的研究与应用[D]. 李玉阳. 济南大学. 2014
[2]. 联吡啶钌环糊精超分子聚合物的合成、性质及其在电致化学发光传感器中的应用研究[D]. 祁彦涛. 华东师范大学. 2016
[3]. 基于过氧化物模拟酶放大信号的发光化学传感器的构建及应用研究[D]. 何月珍. 安徽师范大学. 2014
[4]. 微流控化学发光生物传感器芯片的研究[D]. 陈福南. 西南师范大学. 2002
[5]. 纳米功能复合材料的制备及其在生物传感中的应用研究[D]. 葛磊. 山东大学. 2014
[6]. 化学发光消耗型锰传感器[J]. 卢建忠, 章竹君. 高等学校化学学报. 1995
[7]. 基于g-C_3N_4的光电化学传感器对蛋白激酶A活性的检测研究[D]. 李雪. 山东农业大学. 2017
[8]. 消耗型化学发光传感器的研究[J]. 卢建忠, 章竹君. 化学学报. 1996
[9]. 电致化学发光传感器[J]. 赵常志, 宋元宁, 赵国良. 传感器技术. 2000
[10]. 基于分子印迹聚合物识别的流通式化学发光传感器的研究[D]. 周厚江. 西南师范大学. 2005
标签：自动化技术论文; 化学发光论文; 环糊精论文; 传感器技术论文; 灵敏度分析论文; 电化学传感器论文; 光电转换论文; 功能分析论文; 电化学论文; 量子点论文; 试剂论文;