检索结果-南通市图书馆

作者：吴小平西南大学

学位级别：硕士

电致化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)是在电极表面施加一定的电压发生化学反应从而产生一些特殊的电极产物,这些电极产物之间或者电极产物与体系中某组分之间通过电子传递形成激发态,由激发态跃迁返回基态过程中产生的一种光辐... 详细信息

电致化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)是在电极表面施加一定的电压发生化学反应从而产生一些特殊的电极产物,这些电极产物之间或者电极产物与体系中某组分之间通过电子传递形成激发态,由激发态跃迁返回基态过程中产生的一种光辐射。它是电化学方法和化学发光方法相结合形成的一种新型检测技术,具有灵敏度高、选择性好、过程易于控制、操作简单等优点。酶生物传感器是以固定化酶膜为生物识别元件、修饰电极为信号转换器件,因此其不仅具有酶的分子识别功能和选择催化功能,还具有电极响应迅速、易于操作等特点。ECL酶生物传感器将ECL检测技术与酶的高度专一性和高效催化性融合在一起,具有高灵敏度、高选择性等特点。随着纳米技术的快速发展,各种纳米材料已被广泛应用于生物传感器领域,在表现纳米材料各种优势性能(如大的比表面积、独特的电化学性质、好的生物相容性等)的基础上为生物传感器的发展开辟了广阔的应用前景并实现了生物传感器的高灵敏检测。其中,碳纳米管和石墨烯均具有特殊的物理和化学性质,具有良好的导电性和电催化特性,能够使电子在固定化酶与电极之间进行快速而有效地传递。同时,将基于碳纳米材料研制的新型纳米复合材料应用于酶生物传感器的构建中可为酶的固定提供良好的微环境,从而保持酶的生物活性。基于以上考虑,本文研制了基于碳纳米材料的新型纳米复合材料并构建了一系列灵敏的ECL酶生物传感器,且性能都较以往的酶生物传感器有很大程度上的提高。本论文主要研究工作如下：1.基于Hemin功能化多壁碳纳米管纳米复合材料的电致化学发光胆固醇生物传感器该工作结合多壁碳纳米管(MWCNTs)对过氧化氢(H202)具有电催化氧化活性以及Hemin对H202电化学氧化从而增强Luminol-H2O2体系的ECL信号的特性,制备了新型的Hemin-MWCNTs纳米复合材料,并将其应用于胆固醇的检测。首先,合成Hemin-MWCNTs纳米复合材料,将其滴涂于预先处理好的裸玻碳电极表面,待电极在室温下干燥后再在其表面滴涂胆固醇氧化酶并于4℃孵育若干小时即可。由于Hemin-MWCNTs对H2O2有很好的电催化性能,可增强体系的ECL信号。在最优实验条件下,该传感器的ECL响应与胆固醇浓度在3×10-7～1.2×10-3 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,检测限为1×10-7 mol·L-1。此外,该传感器具有灵敏度高\准确度及稳定性好等优点。2.基于碳纳米管-氧化石墨烯.硫堇-纳米金的电致化学发光胆固醇生物传感器首先,碳纳米管与氧化石墨烯(GO)以质量比为1：1结合成纳米复合物可展现出良好的电催化活性。其次,某些还原剂(如肼)有毒,因此必须控制用量。由于硫堇(Thionine,Thi)结构中有大量氨基以及GO结构中的大量羟基,可作为一些物质(例如氯金酸)的还原剂,还原得到的纳米金(AuNPs)对于Luminol - H2O2体系的ECL有极大的增强作用,并且GO作为还原剂还原氯金酸的同时,还可以作为AuNPs的生长模板。基于以上两点,在未加入其它还原剂的情况下,利用GO和Thi自身的还原性,原位还原氯金酸制备了MWCNTs-GO-Thi-Au纳米复合材料,并将该纳米复合材料应用于胆固醇的检测。由于该纳米复合材料对Luminol - H2O2体系的ECL信号具有放大作用,使得检测限大大降低。在最优实验条件下,该传感器呈现了较宽的线性范围(0.15～828μmol·L-1)和相对较低的检测限(50nmol·L-1)。结合纳米复合物以及ECL检测方法的优势,将本实验所构建的生物传感器应用于临床生物检测具有巨大的潜在价值。3.基于生物功能化的AMs-ChO生物复合材料的电致化学发光胆碱生物传感器由于石墨烯(GR)和AuNPs对于Luminol - H2O2体系的ECL具有极大的促进作用,并且壳聚糖(CS)带正电荷,可通过静电作用与带负电荷的酶或者含酶的生物复合材料结合,因此该工作首先将GO、氯金酸和CS通过电化学还原沉积修饰到电极表面(dpGR-AuNPs-CS)。其次,由于Fe304具有过氧化物模拟酶的特性,可催化氧化H2O2成为各种活性氧分子,因为传统的酶易失活,采用Fe304可以很好的避免酶失活的不足。另外,Ti02能增强Luminol - H2O2体系ECL信号,因此制备了带负电荷的Fe3O4-TiO2-ChO (AMs-ChO)生物复合材料,并能成功固载到带正电荷的电极表面,构建了一种新型的ECL胆碱生物传感器。该传感器显示出较高的灵敏度,线性范围是0.003～1120 μmol·L-1,检出限低至1 nmol·L-1。该传感器具有良好的稳定性,选择性和很高的灵敏度,在临床诊断方面有较好的应用前景。

关键词：酶生物传感器纳米复合材料电致化学发光鲁米诺

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酶生物传感器在农残检测中的应用

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化工时刊 2017年第4期31卷 44-48,53页

作者：王虹王军江苏警官学院公安科技系江苏南京210031

酶生物传感器因其快速便捷、高灵敏度、微型化等优势在农药检测领域有着重要应用。本文介绍了食品中农残检测使用的各种类酶生物传感器分类、酶的固定技术,比较了电化学型酶生物传感器、光学型及压电型酶生物传感器的应用领域、检测限... 详细信息

酶生物传感器因其快速便捷、高灵敏度、微型化等优势在农药检测领域有着重要应用。本文介绍了食品中农残检测使用的各种类酶生物传感器分类、酶的固定技术,比较了电化学型酶生物传感器、光学型及压电型酶生物传感器的应用领域、检测限和优缺点。

关键词：酶生物传感器农药残留检测

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基于新型纳米材料构建电致化学发光酶生物传感器检测乳酸、胆碱和有机磷农药的研究

基于新型纳米材料构建电致化学发光酶生物传感器检测乳酸、胆碱和...

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作者：谌红梅西南大学

学位级别：硕士

酶生物传感器以固定化酶膜为生物识别元件,修饰电极为信号转换器件,通过酶促反应改变电化学信号,从而实现检测。电致化学发光(简称ECL)是指发光物质在电极表面经由电化学和化学发光后,形成高能的激发态,再经弛豫而产生光的过程。ECL酶... 详细信息

酶生物传感器以固定化酶膜为生物识别元件,修饰电极为信号转换器件,通过酶促反应改变电化学信号,从而实现检测。电致化学发光(简称ECL)是指发光物质在电极表面经由电化学和化学发光后,形成高能的激发态,再经弛豫而产生光的过程。ECL酶生物传感器是ECL检测技术与酶促反应相结合的新型传感器,不仅具有酶生物传感器的高度专一性和选择性催化的功能,还具有ECL技术的操作简便快速、灵敏度高和背景信号低等优点。氧化还原酶的酶促反应一般都会消耗溶解氧(O),产生过氧化氢(HO)。而O和HO常作为许多ECL发光物质的共反应试剂,因此可以通过消耗O或产生HO以减弱或增强ECL信号,从而实现对酶促反应底物(或酶抑制剂)的检测。传统的检测酶促反应底物或酶抑制剂的ECL生物传感器大多采用鲁米诺-过氧化氢(luminol-HO)或CdTe量子点-氧气(CdTe QDs-O)发光体系。本论文构建了基于luminol-HO和共轭聚合物纳米颗粒-HO(PFO-HO)体系的单信号ECL传感器,分别实现了对乳酸和胆碱的测定。还结合PFO-HO与CdTe QDs-O ECL体系构建了新型的比率型ECL生物传感器检测酶抑制剂有机磷。主要研究如下:1.基于氮化碳纳米片-氯化血红素纳米复合物和空心纳米金颗粒构建电致化学发光生物传感器检测乳酸本研究结合氮化碳(g-C3N4)纳米片、氯化血红素(hemin)和空心纳米金颗粒(HGNPs)构建了一新型的ECL生物传感器检测乳酸。首先,在600°C高温下聚合三聚氰胺得到块状的g-C3N4,通过超声辅助液相剥离法制备g-C3N4纳米片。然后,制备g-C3N4纳米片和hemin的纳米复合物(g-C3N4/hemin)并将其修饰于玻碳电极上。随后,HGNPs自组装到电极上,进一步吸附乳酸氧化酶以制得乳酸生物传感器。由于g-C3N4/hemin和HGNPs对luminol-HO体系具有良好的催化作用,在线性范围1.7×10-8.0×10-4mol·L-1内,制备的生物传感器对乳酸呈现了良好的响应性能,检测限为5.5×10-9 mol·L-1。所制备的ECL传感器显示出令人满意的重现性和稳定性。g-C3N4和hemin的纳米复合物在luminol-HO体系中显示了较好的应用潜能。2.蓝色发光共轭聚合物纳米颗粒的阳极ECL行为及其在检测胆碱的应用研究了共轭聚合物(9,9-正二辛基芴基-2,7-二基)(PFO)纳米颗粒的阳极ECL行为及其可能的ECL机理。由于HO可以作为PFO的共反应试剂从而实现PFO的ECL信号放大,因此,以胆碱氧化酶(ChOx)为模型,通过制备PFO和C60-聚酰胺-胺(C60-PAMAM)的复合物,以此为基质固载胆碱氧化酶制备传感器,研究PFO在氧化还原酶的ECL传感领域的应用。由于C60和PAMAM都可以增强PFO的ECL信号,所构建的生物传感器在1.25×10-9.45×10-5mol·L-1范围内对胆碱呈现出良好的响应,检测限为5.00×10-10 mol·L-1。此外,C60-PAMAM-PFO修饰电极也可以作为无酶传感器实现HO的定量检测,检测范围为:2.30×10-9.05×10-3 mol·L-1,检测限为:6.10×10-10 mol·L-1。C60,PAMAM和PFO三者的结合将为ECL生物传感器的构建和生物催化提供一个新的平台。3.新型双电位比率型ECL酶抑制生物传感器用于有机磷检测ECL比率分析通常是基于一种发光物质和一种金属纳米材料之间或两种不同的发光物质之间的能量转移而构建的。合适的能量供-受体对的选择和能量转移的距离依赖性极大限制了比率分析法的实际应用。本工作探索了一种无能量转移的双电位比率型ECL传感器用于农药有机磷(OPs)的检测。利用酶促反应的反应物和生成物分别作为阴极和阳极发光物质的共反应试剂以实现两ECL信号的相反变化趋势。以还原的氧化石墨烯-碲化镉量子点(RGO-CdTe QDs)复合物为阴极发光物质,羧基功能化的聚芴衍生物聚(9,9-正二辛基芴基-2,7-二基)纳米颗粒(PFO)为阳极ECL发光物质。溶解氧和酶促反应原位产生的过氧化氢(HO)分别作为阴极和阳极的共反应试剂。以有机磷(OPs)为目标分析物的模型。在底物硫代乙酰胆碱(ATCl)存在下,随着乙酰胆碱酯酶(AChE)和胆碱氧化酶(ChOx)引起的酶促反应的发生,溶解氧被消耗,阴极发光物质RGO-CdTe QDs的ECL信号被猝灭;同时,原位生成的HO将使阳极发光物质PFO获得一强的ECL信号。当有机磷农药存在时,由于有机磷抑制AChE的活性,从而阻碍了溶解氧的消耗和HO的产生,导致阴极ECL信号增加,而阳极ECL信号相应地下降。根据两ECL信号的比值可实现OPs浓度的测定。该法不仅克服了能量转移的缺陷,而且具有高的准确性、可靠性和灵敏度,在ECL比率分析领域具有广泛的应用前景。

关键词：电致化学发光酶生物传感器类石墨烯相氮化碳鲁米诺共轭聚合物纳米颗粒

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基于物联网信息共享技术的酶生物传感器农药残留快速检测系统研究

基于物联网信息共享技术的酶生物传感器农药残留快速检测系统研究

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作者：赵国山东理工大学

学位级别：硕士

本课题基于电化学酶生物传感器技术和物联网信息共享技术研发了农药残留快速检测系统,利用农药对酶的抑制作用,将乙酰胆碱酯酶作为生物识别元件,制作乙酰胆碱酯酶电极作为工作电极采集电化学信号,通过农药残留浓度和抑制率的关系模型得... 详细信息

本课题基于电化学酶生物传感器技术和物联网信息共享技术研发了农药残留快速检测系统,利用农药对酶的抑制作用,将乙酰胆碱酯酶作为生物识别元件,制作乙酰胆碱酯酶电极作为工作电极采集电化学信号,通过农药残留浓度和抑制率的关系模型得到相应农药的残留浓度,借助物联网技术的优势可以将农残信息进行共享。本系统由下位机(实现农药残留检测)、上位机(实现农药残留信息处理、二维条码生成和整个系统的监控)、检测信息共享平台(实现检测信息共享)三部分组成。本系统以实现农药残留检测为出发点,利用酶生物传感器作为检测设备专用传感器,系统检测设备体积小、操作简单、制作成本低、检测限低,可以用于农药的快速检测,便于普及和推广。在准确检测农残值的基础上我们使用虚拟仪器上位机设计软件Lab VIEW开发了检测系统监控平台,实现了检测信息的处理和数据库交互以及对下位机检测设备和信息共享平台进行监控和管理,采用ASP+ACCESS技术和二维条码技术实现了农药检测信息的共享。本文在第二章首先介绍了农药残留检测的检测机理(酶抑制法),在此基础上研究了乙酰胆碱酯酶传感器制备方法(第三章),在介绍农药残留检测系统下位机之前在第四章对整个农药残留检测系统做了整体介绍(第四章)。在此基础上研制了农残检测仪即系统下位机(第五章)用来实现农药残留的快速检测和检测数据的发送。我们选用STM32F103VET6为农药残留检测仪的微处理器完成数据采集、数据通信、实时显示、数据打印、数据存储等多种任务。基于对下位机检测性能的要求,选用了精密双运算放大器TLC272CP,此芯片内部集成两个放大器,与传统的恒电位电路相比可以减少电路板的布局面积并且精确度较高。为了满足仪器的便携性以及美观等要求本文在第五章对下位机的操作界面及外观进行了设计。农残检测系统下位机实现农药残留检测并将检测信息通过无线通信传送至上位机(第七章),上位机对接收到的检测信息进行数据分析。这里的数据分析包括了对检测信息的二次处理,包括标准值比对,并且将检测地点,检测时间,检测人员等相关信息进行整合并生成二维条码,建立数据库,通过物联网平台进行信息共享(第八章),用户可以通过手机或者二维条码扫描设备对购买蔬菜,水果的农药残留值包括其食用安全进行实时了解,在超市,在市场,在家里,在公司,只需将手机摄像头对准相应的二维条码进行二维条码识别,便可了解果蔬的农残值。使用Quick Response(QR)二维条码和无线射频技术Radio Frequency Identification(RFID)溯源模式结合现有溯源技术提出蔬菜质量安全溯源系统模型(第九章)。第十章通过对实际样品的检测对整个检测系统的检测精度和以及稳定性和精确性进行了评估和验证。系统性能评估结果表明本系统下位机检测设备简便、实用,具有检测速度快,检测限低,检测结果准确,零漏检率等优点。通过大量实验和稳定性测试表明上位机与检测信息共享平台工作稳定,实现了用户通过扫描二维码访问数据库。以此为基础的农药残留检测系统为实现农药残留的快速检测、检测信息的共享、农产品溯源、以及构建智慧城市奠定基础。

关键词：农药残留快速检测酶生物传感器物联网 QR二维条码信息共享平台溯源系统

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酶的固载技术及纳米电化学酶生物传感器的研究进展

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化学传感器 2011年第2期31卷 1-10页

作者：李文娟袁若柴雅琴西南大学化学化工学院重庆400715

该文较详细地阐述了酶的固定化方法和各自的优缺点,以及综述了近年来各种类型的纳米材料在电化学酶生物传感器中的应用,并对今后的工作进行了展望。

关键词：酶生物传感器纳米材料固定方法进展

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碳纳米管修饰酶生物传感器的应用进展

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传感器世界 2008年第4期14卷 6-10页

作者：周华王辉宪刘登友罗启枚湖南农业大学理学院湖南农业大学

很多酶生物传感器是利用氧化酶将底物氧化,同时产生过氧化氢,通过在电极表面检测过氧化氢的量来达到检测的目的。碳纳米管用于修饰电极,可降低化学物质氧化还原反应的过电位,改善生物分子氧化还原可逆性,达到提高检测的灵敏度和稳定性... 详细信息

很多酶生物传感器是利用氧化酶将底物氧化,同时产生过氧化氢,通过在电极表面检测过氧化氢的量来达到检测的目的。碳纳米管用于修饰电极,可降低化学物质氧化还原反应的过电位,改善生物分子氧化还原可逆性,达到提高检测的灵敏度和稳定性的目的。本文介绍了酶生物传感器及碳纳米管修饰酶生物传感器,并综述了近几年来碳纳米管修饰酶生物传感器的应用进展。

关键词：碳纳米管酶生物传感器修饰

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