SERS标记的金纳米棒探针用于免疫检测

报道了基于金纳米棒表面增强拉曼散射(SERS)的免疫检测. 将拉曼活性分子对巯基苯甲酸吸附于金纳米棒表面, 制备出SERS标记的金纳米棒探针. 该探针和蛋白抗体结合形成SERS标记抗体. 通过SERS标记抗体、待测抗原和俘获抗体(固体基底上修饰的抗体, 即俘获抗体)之间的免疫应答反应, 将金纳米棒探针组装到固体基底上, 形成SERS标记抗体-抗原-俘获抗体 “三明治”夹心复合体. 待测抗原浓度越大, 固体基底上俘获的金纳米棒探针的数目越多, 从而可通过SERS信号的强弱来检测待测抗原的浓度. 由于金纳米棒的表面等离子体共振(SPR)峰位置可以在较宽的范围内调控, 可通过激发光和SPR的耦合来提高SERS信号, 从而提高免疫检测的灵敏度. 单组分抗原可检出的浓度范围高于1×10－8 mg/mL.     

基于场放大进样及Au纳米粒子双重富集用于大肠杆菌检测的毛细管电泳电化学免疫分析法

利用Au纳米粒子作为辣根过氧化物酶(HRP)标记抗体的载体,结合电堆积预富集技术,发展了一种基于场放大进样及Au纳米粒子双重富集的毛细管电泳电化学免疫分析技术用于大肠杆菌的检测.大肠杆菌与酶标抗体免疫反应后直接进行场放大进样预富集,免疫样品快速迁移并堆积在毛细管入口端,同时带负电荷的金纳米粒子向阳极端迁移,在样品与缓冲溶液的界面处吸附样品离子.金纳米粒子作为多酶载体使检测信号进一步放大.以标记在抗体上的HRP催化H2O2氧化邻苯二胺产生的电流信号来检测大肠杆菌.同常规电动进样毛细管电泳相比,该双重富集技术可使灵敏度提高1400倍.该方法对大肠杆菌检测的线性范围为2.0～2000.0 cfu mL-1,检出限为1.0 cfu mL-1,实现了对扇贝样品中大肠杆菌的快速、灵敏检测.     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。     

基于金纳米颗粒的比色传感体系用于前列腺特异性膜抗原的检测

发展了一种基于金纳米颗粒的比色传感体系用于检测前列腺特异性膜抗原的新方法.实验中合成了带有正电荷的金纳米颗粒,并设计了一段带有负电荷的前列腺特异性膜抗原的底物肽段.该方法基于金纳米颗粒聚集状态不同导致颜色变化的性质以及酶与底物的特异性识别作用,达到前列腺特异性膜抗原的检测.带正电荷的金纳米颗粒与带负电的肽段产生静电相互作用,引起金纳米颗粒的聚集;当体系中加入前列腺特异性膜抗原后,由于前列腺特异性膜抗原与肽段的特异性识别作用,带负电的肽段水解为谷氨酸碎片分子,导致金纳米颗粒的分散,反应体系颜色变化快速、明显.该方法简单、灵敏,线性范围为2～10 nmol/L,检测限为0.5 nmol/L.此外,该方法可用于标准加入法测定尿液中的PSMA.     

空间稳定的SERS标记金纳米棒探针用于免疫检测

报道了空间稳定的表面增强拉曼散射(SERS)标记的金纳米棒探针在免疫检测方面的应用.该探针是将拉曼活性分子4-巯基苯甲酸和生物亲和性高分子α-巯基-ω-羧基聚乙二醇共吸附于金纳米棒表面而制得.其中,聚乙二醇高分子链为探针提供保护作用和空间稳定,使之可以耐受较苛性的条件;其端位的羧基与抗体等靶向实体结合,从而赋予探针检测识别功能.当探针检测待测抗原时(通过固体基底上的捕获抗体、待测抗原和探针上的抗体之间的特异性结合,形成经典“三明治”夹心结构),探针上4-巯基苯甲酸的SERS信号就能示踪出这种识别.该探针对单组分抗原的检出浓度能低至1×10^-9mg·mL^-1.     

基于磁性纳米颗粒的日本血吸虫抗体荧光免疫分析

研究了一种基于磁性纳米颗粒的日本血吸虫荧光免疫分析方法。日本血吸虫抗原通过共价吸附到核壳结构的磁性颗粒表面,与待测抗体结合后,再与酶标二抗夹心反应,最后以3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)为底物,通过测定酶催化下TMB氧化生成无荧光的二聚体化合物,使溶液荧光强度降低来间接测定日本血吸虫抗体的浓度。应用本方法测定了兔血清中日本血吸虫抗体,荧光强度(If)与抗体浓度(C)在5.0~100μg/L之间呈线性关系,线性回归方程为If=225.8-1.6C(r=0.9976),检出限达1.5μg/L。方法简单实用,具有良好的检测灵敏度和重现性。     

基于纳米金催化的血清尿酸纸芯片的构建及应用

建立了一种以纸芯片为平台,利用纳米金(Au NPs)的过氧化物模拟酶特性对血清中尿酸(UA)含量进行快速检测的方法.在改装的中性笔中灌注疏水性材料溶液,直接在滤纸上绘制所需要的图案,经干燥后形成纸芯片.将纳米金、四甲基联苯胺(TMB)和H_2O_2的混合液依次滴加于纸芯片检测区域,无色的TMB被氧化成蓝色,然后将待测样品滴加于蓝色区域,氧化态TMB被还原为无色,根据手机相机记录的检测区域灰度值计算试样中尿酸的浓度.实验优化了纳米金在纸芯片上的用量、反应时间和反应温度等参数,在最优实验条件下,检测尿酸的线性范围为10.6~125 mg/L,检出限为4.64 mg/L,加样回收率为94.8%~108.5%.该方法选择性良好,可用于测定血清样品中尿酸的含量.     

巯基苯类为标记分子免疫检测的FT-SERS光谱研究

以对巯基苯甲酸、苯硫酚为标记分子,与金纳米粒子生成具有SERS信号的标记金溶胶．在一定条件下,标记金溶胶与抗体羊抗小鼠IgG形成SERS标记免疫金溶胶．用组装金纳米粒子的玻璃表面吸附抗体,通过对相应抗原小鼠IgG的识别,形成固相抗体/抗原对,再将SERS标记免疫金溶胶组装到固相抗体/抗原对上,形成“固相抗体-待测抗原-标记抗体(即标记免疫金溶胶)”夹心复合物,进而通过拉曼标记分子的SERS信号进行免疫检测．     

基于HRP催化诱导金纳米棒形貌改变的碘离子检测研究

本文中,我们通过金纳米棒颜色的改变实现了对I-的可视化检测,在HRP酶催化的情况下,H_2O_2把I-的氧化为I_2,之后I_2会对金纳米棒进行刻蚀,使其纵向表面等离子体共振吸收峰发生蓝移,同时伴随颜色的改变,检测灵敏度达到了0.01μM。此方法简单便捷,同时实现了对实际样品水样中I-的检测。     

基于金纳米链标记抗体及HRP信号增强的电流型免疫传感器

酶联免疫分析将抗原-抗体反应的特异性与酶的高效催化放大作用相结合,因而极大地提高了免疫分析的灵敏度~([1]).本研究将均匀分散的碳纳米管修饰到预处理的电极表面,通过电化学还原氯金酸制成碳纳米管-纳米金复合基质用以固载抗体.同时制备了金纳米链(Au NCs)并标记二抗,结合辣根过氧化物酶(HRP),采用双抗体夹心分析模式,以心血管疾病标志物血清人N末端脑钠尿肽前体(NT-proBNP)为免疫蛋白模型,构建了高灵敏电流型酶免疫传感器.     

一种新的纳米金半网状膜的酶生物电化学传感器

以纳米金为载体, 己二硫醇(HDT)为交联剂, 构建了一种半网状酶标纳米金, 有效地增大了酶的固定量. 以此半网状酶标纳米金修饰电极构建敏感界面, 用于计时电流法检测H2O2, 并与无交联剂酶标纳米金构建的传感器进行比较. 结果表明, 半网状酶标纳米金构建的界面稳定性好, 电流响应灵敏度高, 能对低浓度H2O2进行准确检测, 检出限达0.08 μmol/L. 分别用UV-Vis光谱和透射电镜对半网状酶标纳米金进行了表征. 同时用电化学阻抗、石英晶体微天平及循环伏安法对此半网状修饰膜构建的界面进行了研究.     

基于电化学方法测定饮用水源水中的痕量铜离子

本文建立了一种饮用水源水中痕量溶解态铜离子（Cu²⁺）的定性和定量电化学检测方法. 该方法首先通过电化学循环伏安法于玻碳电极表面制备粒径约为70 nm的金纳米粒子（Au NPs）,然后采用方波阳极溶出伏安法进行待测水样中Cu²⁺的定性定量分析. 研究结果表明,对于标准溶液,方法的检出限为1.3μg·L^-1,线性范围在2 ~ 50μg·L^-1之间,常见重金属离子对其定性定量分析几无影响. 在此基础上,将该方法应用于福建省重要的饮用水源水--闽江中游水样中Cu²⁺的含量分析,所得测试结果与国家标准方法（石墨炉原子吸收光谱法）无显著性差异,标准偏差在20%以内. 本方法具有电极制备简单、测定成本低以及分析快速等优点,进一步优化电极制备方法以提高方法的重现性和定量准确度,将可望用于现场测定各种饮用水源水中的痕量溶解态Cu²⁺.     

功能化金纳米修饰电极自组装及其在固定化酶生物传感器中应用

功能化金纳米修饰电极是化学修饰电极,不仅具有特定功能团性能,且能提供电化学信号,可用于与待测物的电子传递,电子捕获,判定某化学反应是否发生.功能化金纳米修饰电极检测待测物,具有灵敏度高、检测限低及长久使用的优势.我们就功能化金纳米修饰电极自组装制备、电化学表征方法及其在固定化酶生物传感器方面的应用研究,进行综述报道.     

超支化聚合物作为放大信号的纳米磁性微球电化学免疫分析法

提出了一种基于超支化聚合物(HBP)固化酶标二抗作为放大信号和纳米磁球相结合的超灵敏的免疫分析新方法。首先羧基纳米磁性微球共价键合乙肝抗体(HBsAb)形成免疫磁性微球,然后与待测乙肝表面抗原(HBsAg)发生特异性结合,加入HBP标记的酶标二抗(HBPS)与结合的抗原结合发生夹心反应。在外加磁场的作用下,抗体抗原免疫复合物易从样品溶液中分离,在含有邻氨基苯酚和H2O2的底液中,快速生成具有电活性的化合物3-氨基吩呃嗪,用示差脉冲伏安法(DPV)测定响应电流,电流强度(I)与乙肝表面抗原浓度(c)在0.05～10.0μg/L范围内呈线性关系,线性回归方程为I(μA)=0.140+16.80 c(μg/L),相关系数r=0.9995,检出限达0.008μg/L,并用于实际样品的测定。     

生物传感器在新冠病毒检测中的应用

自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,准确高效、快速便捷的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)筛查越来越在疫情防控中体现出其重要性.传统的检测方法无法满足短时间内SARS-CoV-2大规模感染时的检测需求.生物传感技术具有灵敏度高、选择性好、低成本、易于微型化等优点,其检测时间短的优势还可用于开发即时检测设备,是临床诊断中实时检测SARS-CoV-2的潜在替代方案.本综述简要阐述了光学生物传感器、电化学生物传感器、可穿戴式生物传感器、磁性生物传感器、金纳米颗粒生物传感器以及适配体生物传感器的构建方法、工作原理,并总结了其在新冠病毒检测领域的最新应用.最后本综述对生物传感器在新冠病毒检测领域的技术瓶颈与未来的发展趋势进行了总结与讨论.     

可控合成具有氧化还原分区的Au-TiO2纳米哑铃光催化剂（英文）

太阳能因其环保清洁和来源丰富的特性被认为是最理想的资源之一.而光催化水分解是将太阳能转化为化学能的众多转换技术中,使用最广泛的策略之一.但H2和O2的逆反应显著降低了光催化水分解的效率,并且在实际应用中需要高昂的气体分离成本.因此,找到一种既可实现光催化有效水分解,同时抑制逆反应的策略具有十分重要的意义.到目前为止,为了实现光生电荷的有效分离,构建一维(1D)异质纳米结构光催化剂,被认为是抑制逆反应最有效的策略之一.其中哑铃状纳米结构,如Au-SiO2,Au-Fe3O4,Cu1.94S-CuS,Au-PbS(PbSe),Cu-Ag,Ag-Fe3O4,在促进光生电荷有效分离方面具有很大优势.但关于上述哑铃状纳米结构材料合成条件相对复杂,生长机理尚不清楚.对此,我们通过一种简便的合成策略制备了Au纳米棒/TiO2纳米哑铃结构光催化剂(Au NRs/TiO2 NDs).TiO2纳米颗粒(NP)仅包裹在Au NRs的两端.由于其独特的结构,可以实现电子空穴的定向分离,并减少它们在光照射下的复合,从而显著地提高电荷分离效率.同时,形成了氧化和还原反应的空间分离区域,从而有效地抑制了逆反应.通过SEM,XRD,和UV-Vis研究了可控合成哑铃状结构形态的关键因素.发现反应温度和酸度对Au NRs末端TiO2的包裹量有显著影响.基于此,我们提出了Au NRs/TiO2 NDs结构光催化剂的合成机理.并且通过改变加入的NaHCO3含量精准调节TiO2在Au NRs两端的包覆量,从而逐步提高Au NRs/TiO2 NDs光催化剂的产氢活性.在不断优化条件下,H2产率可达60264μmol/g/h,大约是报道的Au/TiO2光催化剂6倍.而电化学测试结果显示,在UV光照射下,Au NRs末端TiO2的包裹量越大,光电流相应越大.进一步证明光生电子定向从TiO2注入到Au NRs中,发生还原反应,而空穴留在TiO2上,发生氧化反应,从而实现氧化还原反应的分区.     

金纳米棒的生长及与FeCl_3的作用

采用三氯化铁选择性刻蚀法获得了预定长径比的金纳米棒.相比于晶种生长法,三氯化铁选择性刻蚀法可以更加简便快捷地调控金纳米棒形貌.以三氯化铁为刻蚀剂的刻蚀反应优先发生在金纳米棒尖端,这是因为金纳米棒尖端反应活性更高且表面活性剂钝化作用更弱.通过控制刻蚀反应时间及刻蚀剂浓度,可以精确调控金纳米棒的长径比.实验结果表明,增加刻蚀剂浓度、卤素离子浓度以及升高反应温度可以加快刻蚀反应速率.进一步讨论了金属离子的刻蚀作用机理.     

组蛋白乙酰化的耦合增强拉曼散射生物传感方法

提出了一种组蛋白乙酰化修饰检测的耦合增强拉曼散射生物传感新方法. 该方法以金纳米粒子为表面增强拉曼散射(SERS)基底, 表面修饰乙酰化组蛋白H3多肽为识别探针, 对甲氧基苯硫酚(4-MTP)为拉曼标记物, 制备了组蛋白乙酰化修饰检测的SERS纳米探针. 通过紫外可见吸收光谱与动态光散射分析, 证实了组蛋白乙酰化抗体可介导SERS纳米粒子发生可控组装与聚集, 使SERS纳米探针间发生局域电场共振耦合, 产生显著增强的SERS信号. 基于此, 通过待测抗原与SERS纳米探针对抗体的竞争性相互作用, 我们设计了组蛋白乙酰化修饰检测的竞争免疫SERS生物传感方法. 该法操作简便、快速、重现性好, 且裸眼即能进行可视化鉴定. 通过设计不同染料标记的SERS纳米探针, 该法有望实现多种组蛋白修饰的复合检测.     

免疫纳米金催化共振散射光谱法测定痕量IgM

用粒径为10 nm的金纳米微粒标记羊抗人免疫球蛋白M（IgM）,制备了IgM的免疫纳米金共振散射光谱探针。在pH4.49的KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液及PEG存在下,金标羊抗人IgM与IgM发生特异性结合生成胶体金免疫复合物,离心分离,获得未反应的金标抗上层清液。以此纳米金标抗作为催化剂,在pH 1.93的盐酸-柠檬酸钠缓冲溶液,催化NH2OH·HCl还原吸附在免疫纳米金表面的金络离子物种（AuCl4-）生成粒径更大的金纳米微粒,导致580 nm 处金纳米微粒的共振散射强度急剧增大。结果表明,随着IgM浓度增大,离心上层液中金标抗降低,I 580 nm线性降低,其△I580 nm与IgM浓度在0.06～4.80 ng· ml-1范围内呈良好的线性关系,其回归方程为ΔI580 nm=14.5cIgM + 1.8,检出限为0.03 ng·ml-1。本法具有灵敏、快速和较高的特异性,用于定量分析人血清中IgM,结果满意。     

一种合页型纸基微流控芯片用于铅离子的裸眼定量检测

本文构建了一种结合DNA水凝胶的合页型纸基微流控芯片(HPMC),用于灵敏检测Pb²⁺.该芯片由DNA水凝胶敏感阀门和纸基毛细微通道两部分组成,水凝胶阀门在Pb²⁺的作用下控制被测液进入毛细微通道的速度,通过肉眼读取被测液在一定时间内流过毛细微通道的距离,无需外接设备即可实现Pb²⁺的定量检测.该HPMC能实现不同浓度(1～500 nmol/L) Pb²⁺溶液的裸眼定量检测,检测限为0.3 nmol/L.通过对化妆品中Pb²⁺的定量检测证明了该装置的实用性,为现场检测Pb²⁺提供了一个快速、便携、灵敏和高选择性的可视化平台.