基于适配体的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素
游元丁;田亚平;周楠迪
【摘要】建立了一种基于适配体和石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素的方法.卡那霉素适配体(Kana-aptamer)可以吸附在石墨烯(Gr)修饰的电极表面,从而阻碍电化学探针[Fe(CN)6]3-/4-与电极表面的电子传递,然而与含有卡那霉素的样品反应后,卡那霉素能与适配体结合并使其从电极上置换脱落,对界面电子传递的阻碍作用降低,探针的电化学信号得到恢复.通过循环伏安法和原子力显微镜法对该过程进行了表征.该原理被用于对卡那霉素进行电化学检测,结果表明:在优化条件下,用差分脉冲伏安法(DPV)检测卡那霉素时,其线性范围为1 ×10-6～1 ×10-5 mol/L,检出限为5×10-7 mol/L.该方法应用于牛奶样品中卡那霉素的检测,结果满意.
【期刊名称】《分析测试学报》
【年(卷),期】2015(034)005
【总页数】5页(P600-604)
【关键词】卡那霉素;适配体;石墨烯;玻碳电极
【作者】游元丁;田亚平;周楠迪
【作者单位】江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122
【正文语种】中文
【中图分类】O657.1;R978.1
基于适配体的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素
游元丁，田亚平，周楠迪
*
(江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡214122)
摘要:建立了一种基于适配体和石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素的方法。卡那
霉素适配体(Kanaaptamer)可以吸附在石墨烯(Gr)修饰的电极表面，从而阻碍电化学探针［Fe(CN)
6］
3-/4-与电极表面的电子传递，然而与含有卡那霉素的样品反应后，卡
那霉素能与适配体结合并使其从电极上置换脱落，对界面电子传递的阻碍作用降低，探针的电化学信号得到恢复。通过循环伏安法和原子力显微镜法对该过程进行了表征。该原理被用于对卡那霉素进行电化学检测，结果表明:在优化条件下，用差分
脉冲伏安法(DPV)检测卡那霉素时，其线性范围为1×10
-6～1×10
-5mol/L，检出限为5×10
-7mol/L。该方法应用于牛奶样品中卡那霉素的检测，结果满意。
关键词:卡那霉素;适配体;石墨烯;玻碳电极
中图分类号:O657.1; R978.1 文献标识码:A 文章编号:1004-4957(2015)05-0600-05
doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2015.05.017
收稿日期:2014-11-14;修回日期:2014-12-28
基金项目:国家自然科学基金项目(31271860);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-12-0878)
*通讯作者:周楠迪，博士，副教授，研究方向:生物分析与检测技术，Tel:0510-********，E-mail:**********************.cn
Aptamer-based Detection of Kanamycin Using Graphene Modified Glassy Carbon Electrode
YOU Yuan-ding，TIAN Ya-ping，ZHOU Nan-di
*
(The Key Laboratory of Industrial Biotechnology，Ministry of Education，School of Biotechnology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)
Abstract:A method of aptamer-based detection of kanamycin was established by using a graphene modified glassy carbon
electrode.Kanamycin-specific aptamer(Kana-aptamer) could be adsorbed onto the graphene(Gr) modified electrode，which prevents the electron transfer between the probe ［Fe(CN)
6］
3-/4-and the electrode.However，after incubation with samples containing kanamycin，kanamycin could bind with aptamer and replace it from the electrode，which in turn declines the resistance of the electron transfer and recovers the electrochemical signal.The procedure was firstly characterized by cyclic voltametry(CV) and atomic force microscopy.Then this replacement effect was utilized to electrochemically determine kanamycin.Under the optimized conditions，kanamycin could be determined by differential pulse voltammetry(DPV)，and the calibration curve was linear in the ran ge of 1×10
-6-1×10
-5mol/L，with a detection limit of 5×10
-7mol/L.The method was successfully applied in the detection of kanamycin in milk samples with satisfactory result.
Key words:kanamycin; aptamer; graphene; glassy carbon electrode
卡那霉素(Kanamycin)是一种氨基糖苷类抗生素，具有水溶性好、抗菌谱广等特点，主要对革兰阴性菌(如大肠埃希菌、变形杆菌属、肺炎杆菌等)引起的严重感染有疗效，是我国农业、畜牧业、水产业中常用兽药之一。过量或不合理的使用使卡那霉素残留在动物源性食品中。卡那霉素的长期使用会导致耳毒性、肾毒性等毒副作用，对神经肌肉接头产生阻滞作用，引起过敏反应等
［1-5］。为保护人体健康，许多国家对卡那霉素在食品(如牛奶、蜂蜜等)中的最大残留浓度作了规定。目前，卡那霉素的检测方法主要有高效液相色谱
法
［6］、荧光法
［7-8］、电化学法
［9-10］、酶联免疫测定法
［11-12］等。这些方法多需要大型仪器，耗时较长，并且对样品预处理有比较严格的要求，限制了其在食品分析中的应用。因此，建立快速有效的检测食品样品中卡那霉素含量的方法具有重要意义。
适配体(Aptamer)是通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的一段单链DNA或RNA分子，能与低分子量的有机物、无机物或大分子(如蛋白质)等特异结合
［13］。由于其与靶标分子的结合具有高亲和性、高特异性，加之易于制备、修饰、相对稳定等特点而被广泛应用于蛋白质、抗生素、金属离子的检测［14-16］。石墨烯(Gr)是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的新型碳材料，因其具有电子传递效应良好、机械强度高、比表面积较大等特点被广泛应用于电化学检测
［17-21］。本研究将石墨烯修饰于玻碳电极(GCE)表面，石墨烯通过π-π堆积作用将卡那霉素特异性适配体(Kanaaptamer)吸附在电极表面，利用卡那霉素能将Kana-aptamer从石墨烯上竞争下来，从而以［Fe (CN)
6］
3-/4-作为电化学探针，采用差分脉冲伏安法(DPV)实现对卡那霉素的检测。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
CHI660E电化学工作站(上海辰华仪器公司)，超纯水机(上海涞科实业发展有限公司)，冷冻离心机(湖南赛特湘仪离心机仪器有限公司)，CQ25-12型超声波清洗机(上海新芝生物技术研究所)，Delta320酸度计(梅特勒-托利多公司)，安捷伦5500原子力显微镜(Santa Clara，CA，USA)。
石墨烯分散液(Gr，苏州诺德派森医药科技有限公司);卡那霉素溶液:硫酸卡那霉素(上海生工生物工程股份有限公司)溶于1 mmol/L的磷酸盐缓冲液(PBS，pH 7.0);铁氰化钾、亚铁氰化钾、氯化钾、三氯乙酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司);电解液:含有5 mmol/L K
3［Fe(CN)
6］，5 mmol/L K
4［Fe(CN)
6］，0.1 mol/L KCl的10 mmol/L PBS(pH 7.4);伊利全脂灭菌纯牛乳(内蒙古伊利实业集团股份有限公司)。
实验所用的卡那霉素适配体(Kana-aptamer:5'-TGGGGGTTGAGGCTAAGCCGA-3')
［22］由上海生工生物工程股份有限公司合成;玻碳电极(4 mm，武汉高仕睿联科技有限公司);铂电极、Ag/AgCl电极均购自上海辰华仪器有限公司，实验用水为超纯水。
1.2 玻碳电极的修饰
玻碳电极(GCE)修饰之前，先将电极置于5 000目的细砂纸上打磨，然后在抛光绒布上依次用0.5，0.05 μm的Al
2O
3抛光粉打磨5 min，水冲洗，直至电极表面无划痕，光滑呈镜面。然
后将玻碳电极分别置于水、无水乙醇、水中超声清洗15 s，氮气吹干，即得到表
面处理干净的玻碳电极。
将石墨烯分散液用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)稀释至0.5 mg/mL，取5 μL滴加
于玻碳电极表面，晾干即得石墨烯修饰的玻碳电极(Gr-GCE)。
在Gr-GCE上滴加10 μL Kana-aptamer，晾干，用水冲洗1 min，将未牢固吸附在Gr-GCE上的适配体冲洗下来，自然晾干，得到适配体-石墨烯修饰的玻碳电极(Ap-Gr-GCE)。同样的方法在清洗好的玻碳电极上直接滴加10 μL Kana-aptamer 得到适配体修饰的玻碳电极(Ap-GCE)，用作对照实验。
1.3 电化学检测
取20 μL含有不同浓度卡那霉素的样品与构建好的Ap-Gr-GCE孵育反应一段时间。待孵育结束后，用水冲洗电极表面。以Ap-Gr-GCE为工作电极，铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极组成三电极系统，置于含有5 mL电解液的小烧杯中，用CV法和DPV法进行检测。CV实验参数:扫描范围-0.6～1.0 V，扫速100 mV/s，采样间隔0.001 V，静置时间2 s; DPV实验参数:初始电位0.6 V，终止电位-0.1 V，电位增量0.004 V，振幅0.05 V，脉冲宽度0.05 s。
1.4 原子力显微镜表征
取5 μL DMF稀释Gr，使之浓度为0.5 mg/mL，加入10 μL Kana-aptamer，混合均匀，轻微振荡2 h，使Kana-aptamer结合在Gr表面，离心除去未结合的Kana-aptamer，用DMF溶解沉淀，取样备用。加入20 μL卡那霉素，轻微振荡
1 h，离心去除上清液，沉淀用DMF溶解。用DMF将Gr、Kanaaptamer结合
的Gr、添加卡那霉素竞争结合Kana-aptamer后的Gr稀释至50 μg/mL，分别
取1 μL均匀分散在云母片上，于培养皿内晾干后，在安捷伦5500原子力显微镜
下观察。
2 结果与讨论
2.1 实验原理
基于Kana-aptamer的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素的原理如图1所示。石墨烯能够通过π-π堆积作用很好地吸附Kana-aptamer，使适配体分布在Gr-GCE表面，大量带负电的适配体阻碍了电化学探针［Fe(CN)
6］
3-/4-与电极之间的电子传递，此时所检测到的电化学信号很低。与含有卡那霉素的样品孵育后，卡那霉素与石墨烯竞争结合适配体，形成的复合物具有特殊的三维结构而从石墨烯上脱落，从而使电化学探针［Fe(CN)
6］
3-/4-与电极之间的电子传递阻抗减小，电化学信号增大。通过电化学信号变化值的大小与卡那霉素浓度间的关系可以实现对卡那霉素的定量检测。
通过循环伏安(CV)实验对上述原理的可行性进行验证。如图2所示，修饰前的玻碳电极在［Fe(CN)
6］
3-/4-溶液中展现一对可逆的氧化还原峰(曲线a)，当修饰了石墨烯和适配体后(曲线b)，峰电位差增大，峰电流减小，表明适配体的存在抑制了界面电子传递过程。当进一步与卡那霉素结合后(曲线c)，部分适配体从电极表面被竞争下来，在CV图中表现出峰电位差减小，峰电流回升。实验证明石墨烯的存在能增大电极表面积，使得电极表面吸附更多的适配体，从而与卡那霉素样品孵育时能置换更多的适配体分子，引起峰电流变化值较大，使检测的灵敏度增大。
采用原子力显微镜观察了Gr，Kana-aptamer结合的Gr以及添加卡那霉素竞争Kana-aptamer后Gr的形貌(图3)。可观察到单独的Gr呈片状结构(图3A)，加入Kana-aptamer后，能够清晰看到大量的Kana-aptamer均匀结合在Gr的表面(图3B)，继续加入卡那霉素后，大部分Kana-aptamer被卡那霉素从Gr上竞争置换下来，使得结合在Gr表面的Kana-aptamer明显减少(图3C)。
图1 基于适配体的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素原理图
Fig.1 Schematic illustration of aptamer-based kanamycin detection using graphene modified glassy carbon electrode
图2 电极在修饰以及与卡那霉素作用后的循环伏安图
Fig.2 Cyclic voltammograms of the electrode after modification and incubation with kanamycin
a.GCE，
b.Ap-Gr-GCE，
c.after incubation of kanamycin
图3 Gr在不同条件下的原子力显微镜图
Fig.3 Atomic force microscopic images of Gr at different conditions
A.Gr，
B.Gr after binding with Kana-aptamer，
C.Gr after displacement of Kana-aptamer by kanamycin
2.2 反应条件的优化
2.2.1 电极修饰过程适配体浓度的确定适配体吸附在电极表面修饰的Gr上，增加电极表面电子传递阻抗，吸附更多的适配体有利于增加峰电流的变化值，提高检测灵敏度。用DPV法表征不同浓度的适配体修饰Gr-GCE后造成的峰电流变化(ΔI)。如图4所示，随着适配体浓度的增大，ΔI增大，当适配体浓度大于1.6
μmol/L时，峰电流变化趋于平稳，表明吸附在电极上的适配体基本达到饱和。因此确定修饰电极最佳的适配体浓度为1.6 μmol/L。
2.2.2 卡那霉素竞争反应时间的确定卡那霉素和石墨烯竞争与Kana-aptamer 结合，将Ap-Gr-GCE上结合的适配体置换下来。不同的竞争结合时间造成的置换程度和峰电流变化值不同。将1.6 μmol/L适配体修饰的Ap-Gr-GCE分别于卡那霉素样品中孵育反应10，20，30，40，50，60 min，观察DPV曲线中峰电流值的变化情况。结果显示，当电极与卡那霉素样品孵育时间为50 min时，峰电流的变化值达到最大，之后趋于平稳。因此确定最佳的孵育时间为50 min。
2.3 卡那霉素标准样品的检测
在上述优化条件下，采用修饰电极并以DPV法对卡那霉素进行检测。将Ap-Gr-
GCE电极与不同浓度的卡那霉素标准样品竞争反应50 min后，在［Fe(CN)
6］
3-/4-溶液中进行DPV实验(见图5)。结果显示，卡那霉素浓度在
5×10
-7～1×10
-5mol/L范围内，峰电流值随着卡那霉素浓度的增加而增大，这与卡那霉素能竞争置换下电极表面适配体的分析一致。而当卡那霉素的浓度在1×10
-6～1×10
-5mol/L范围时，峰电流的增加值(y)与卡那霉素的浓度(x，mol/L)间存在良好线性关系，线性回归方程为y =0.240 9x+0.402 6，r
2= 0.991 2。该方法对卡那霉素的检出限为5×10
-7mol/L。
为验证所建立方法的特异性，用链霉素、四环素、庆大霉素、托普霉素代替卡那霉素进行上述实验。实验结果如图6所示，Ap-Gr-GCE与卡那霉素样品作用后峰电流的改变值最大，与同属氨基糖苷类抗生素的庆大霉素、托普霉素作用后峰电流有所增加，但增加值远低于卡那霉素，这可能与该适配体的特异性结合有关。而
Ap-Gr-GCE与链霉素、四环素作用后峰电流值几乎无变化，说明该检测方法的特异性较高。
图4 不同浓度适配体对峰电流的影响
Fig.4 Ettect of aptamer concentration on peak current
图5 不同浓度卡那霉素孵育后Ap-Gr-GCE电极在［Fe(CN)
6］
3-/4-溶液中的DPV图
Fig.5 DPV curves of Ap-Gr-GCE incubated with different concentrations of kanamycin
kanamycin concentration(a-j):0，0.5，1，3，5，7，9，10，50，100 μmol/L; insert:relationship between change of peak current and kanamycin concentration
图6 Ap-Gr-GCE与不同抗生素溶液孵育后峰电流的变化情况
Fig.6 Peak current change of Ap-Gr-GCE after incubation with different antibiotics
2.4 牛奶中卡那霉素的检测
采用本方法对人工添加了不同浓度卡那霉素的牛奶样品进行了检测。由于牛奶基质
中大量存在的蛋白质组分会吸附在电极表面，导致电流信号的干扰严重。因此，检测前需对含卡那霉素的牛奶样品进行简单的预处理，用20％的三氯乙酸将牛奶样
品调至pH 4.6，在45℃下沉淀10 min，1 000 r/min离心25 min去除沉淀，上清液用0.22 μm的滤膜过滤，得到处理后的牛奶样品，按优化条件进行检测。所
得结果与卡那霉素标准样品类似，即在5×10
-7～1×10
-4mol/L浓度范围内，DPV峰电流随牛奶样品中卡那霉素浓度的增加
而增大，其中在1×10
-6～1×10
-5mol/L范围内，峰电流的增加值与卡那霉素浓度呈良好线性关系，其线性回归方程为y = 0.150 1x+0.602 2，r
2=0.983 5。
进一步对检测的重复性进行研究，用同一根电极检测10组添加10 μmol/L卡那
霉素的牛奶预处理样品，测得其相对标准偏差(RSD)为4.6％;用不同电极检测添加10 μmol/L卡那霉素的牛奶预处理样品，得到RSD值为7.7％，表明该方法具有
较好的重复性。
3 结论
利用单链DNA适配体与Gr之间的π-π堆积作用，使得适配体不需通过偶联试剂即能直接吸附在电极表面，构建了Ap-Gr-GCE修饰电极。基于靶标分子与适配体的竞争结合和置换作用，该电极可用于卡那霉素的检测。建立的电化学检测法对卡那霉素的检出限可达5×10
-7mol/L，方法具有特异性较高、简便、快速、使用样品量少等优点。将该方法进一步应用于牛奶样品中卡那霉素的检测，所得结果与在标准溶液中类似，
且重复性良好，表明该方法在食品残留检测中具有较好的应用前景。
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石墨烯修饰金电极的制备及其同时测定多巴胺和尿酸 艾永青;胡芹芹;肖虎勇;连盼盼;吕鉴泉 【摘要】Graphene modified gold electrode(Gr/Au) was got by the method that fresh grapheme which was prepared based on the Hummers method was attached to the surface of gold electrode.The electrochemical properties of the graphene modified gold electrode and the electrochemical behaviors of dopamine and uric acid at Gr/AuElectrode were investigated by cyclic voltammetry.The result shows that the electrochemical oxidation and reduction of dopamine and uric acid could be electrocatalyzed.Dopamine and Uric acid could be detected simultaneously with the exist of ascorbic acid.There are linear relationships between the anoidic peak current and the concentration of dopamine(1.0~1000 μmol/L),uric acid(30~1000 μmol/L) in diff erential pulse voltammograms,the detection limits are 0.67 μmol/L and 6.0 μmol/L,respectively.%将Hummers法合成的新鲜石墨烯滴涂于金电极表面,制备了石墨烯修饰金电极（Gr/AuE）。用循环伏安法研究了Gr/AuE的电化学性能,及多巴胺和尿酸在该修饰电极上的电化学行为。结果表明：该修饰电极对多巴胺和尿酸都有电催化氧化作用且能在抗坏血酸存在条件下同时测定多巴胺和尿酸。在抗坏血酸存在下差分脉冲伏安法（DPV）氧化峰电流与多巴胺和尿酸的浓度分别在1.0～1000μmol/L和30～1000μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限分别为0.67μmol/L和6.0μmol/L. 【期刊名称】《湖北师范学院学报（自然科学版）》
基于适配体的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素 游元丁;田亚平;周楠迪 【摘要】建立了一种基于适配体和石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素的方法.卡那霉素适配体(Kana-aptamer)可以吸附在石墨烯(Gr)修饰的电极表面,从而阻碍电化学探针[Fe(CN)6]3-/4-与电极表面的电子传递,然而与含有卡那霉素的样品反应后,卡那霉素能与适配体结合并使其从电极上置换脱落,对界面电子传递的阻碍作用降低,探针的电化学信号得到恢复.通过循环伏安法和原子力显微镜法对该过程进行了表征.该原理被用于对卡那霉素进行电化学检测,结果表明:在优化条件下,用差分脉冲伏安法(DPV)检测卡那霉素时,其线性范围为1 ×10-6～1 ×10-5 mol/L,检出限为5×10-7 mol/L.该方法应用于牛奶样品中卡那霉素的检测,结果满意. 【期刊名称】《分析测试学报》 【年(卷),期】2015(034)005 【总页数】5页(P600-604) 【关键词】卡那霉素;适配体;石墨烯;玻碳电极 【作者】游元丁;田亚平;周楠迪 【作者单位】江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122 【正文语种】中文
【中图分类】O657.1;R978.1 基于适配体的石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素 游元丁，田亚平，周楠迪 * (江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡214122) 摘要:建立了一种基于适配体和石墨烯修饰玻碳电极检测卡那霉素的方法。卡那 霉素适配体(Kanaaptamer)可以吸附在石墨烯(Gr)修饰的电极表面，从而阻碍电化学探针［Fe(CN) 6］ 3-/4-与电极表面的电子传递，然而与含有卡那霉素的样品反应后，卡 那霉素能与适配体结合并使其从电极上置换脱落，对界面电子传递的阻碍作用降低，探针的电化学信号得到恢复。通过循环伏安法和原子力显微镜法对该过程进行了表征。该原理被用于对卡那霉素进行电化学检测，结果表明:在优化条件下，用差分 脉冲伏安法(DPV)检测卡那霉素时，其线性范围为1×10 -6～1×10 -5mol/L，检出限为5×10 -7mol/L。该方法应用于牛奶样品中卡那霉素的检测，结果满意。 关键词:卡那霉素;适配体;石墨烯;玻碳电极
氧化石墨烯和银纳米簇在生物传感中的应用近年来，纳米技术的飞速发展为生物、医药、材料、化工等领域开辟了新的认知方向和研究内容。纳米材料与生物传感的相结合，发展新型检测原理、传感机制和检测装置，己形成纳米生物传感的新领域，并极大的促进了分析化学的发展，成为了广大分析化学工作者研究的热点之一。纳米材料由于其结构单元的尺寸介于1-100nm范围之间的所具备的纳米尺度效应，能够具备一些特殊的性质包括表面效应?量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等，利用这些性质可帮助构建高灵敏和能够实现快速分析的生物传感器。目前，各种纳米材料包括量子点、碳材料、桂材料、金属纳米簇、上转换材料等被广泛应用于传感器的构建。随着纳米材料的发展以及分析化学对灵敏度和操作简易程度要求的不断増高，越来越多功能的纳米材料将会被应用到生物传感检测中? 1.氧化石墨烯在生物传感中的应用 氧化石墨烯，作为一种单原子厚度的二维纳米片材料,通过化学剥离氧化石墨得到，由于其具有很好的水溶性、表面易于功能以及优异的荧光淬灭性能，在生物传感领域己成为最具潜力以及应用最为广泛的纳米材料[1]。 氧化石墨烯表面能够与单链DNA中暴露的碱基通过强烈的π-π堆叠而让其吸附在石墨烯表面，而双链螺旋结构DNA由于其碱基有效隐藏而吸附能力较弱。因此，当荧光标记的单链DNA探针吸附在氧化石墨烯表面后，加入与其互补的目标单链DNA能够与其杂交形成刚性的双链结构而脱附于氧化石墨烯表面，从而得到荧光的恢复。基于此性质，He等人[2]利用不同染料修饰的单链，并将它们同时吸附在氧化石墨烯上，实现了不同目标序列的多色分析检测?为了改善分析灵敏度，结合核酸放大技术，Cui等人利用DnaseI酶对荧光修饰的miRNA互补序列与目标mRNA杂交的双链DNA的循环剪切作用，实现了miRNA的灵敏多色检测。由于目标物与其适配体的结合能够使适配体发生构象变化，利用适配体在氧化石墨烯表面结合目标物前后的构象不同，He等人[3]利用适配体分子信标和氧化石墨烯构建了低背景的ATP检测平台。通过在ATP适配体的5’端加入5个碱基与适配体的3’互补，构成发夹型的的适配体探针。由于染料修饰的发夹探针环部分能够吸附在氧化石墨帰表面因而荧光淬灭，当加入ATP后，由于与发卡适配体探针的结合使得探针变得刚性而远离石墨烯表面，因而荧光得到恢复?
葡萄糖氧化酶在石墨烯-纳米氧化锌修饰玻碳电极上的直接电 化学及对葡萄糖的生物传感 陈慧娟;朱建君;余萌 【摘要】Graphene was coated on glassy carbon electrode and ZnO was then electrodeposited on the modified electrode.The biosensor was fabricated for sensitive determination of glucose after glucose oxidase was immobilized on the modified electrode.Scanning electron microscope was used to characterize the nano-composite film.The electrochemical behaviors of glucose oxidase on the modified electrode were investigated in the range of-0.7 V to-0.1 V by cyclic voltammetry.The experimental results demonstrated that the nanocomposite well retained the activity of glucose oxidase and the biosensor exhibited excellent electrocatalytic activity toward the redox of glucose.In 0.1 mol/L PBS (pH 7.0),the glucose oxidase adsorbed onto the graphene/ZnO composite film exhibits a pair of well-defined nearly reversible redox peaks and fine catalysis to the oxidation of glucose.The electron transfer rate constant (ks) of glucose oxidase at the modified electrode was 1.42 s-1,and Michaelis-Menten constant (Kampp) was 14.2 μmol/L.A good linear relationship was obtained in the range of 2.5 × 10-6-1.5 × 10-3 mol/L,with the limits of detection of 2.4 × 10-7 mol/L (S/N =3).The biosensor has good conductivity,stability and repeatability,and it can be used to analyze real samples.%采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极,再将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定.用循环伏安法在-
基于功能化纳米材料的电化学传感器的构建及其检测疾病标志 物的研究 电化学传感器融合了电化学分析与传感器技术,其具有响应速度快、便宜、低耗、灵敏、选择性好、适合在线分析等优点,已广泛被应用于临床检测、药物分析、环境监测等众多研究领域。性能优越的纳米材料,催化了修饰电化学传感器的飞速发展。 石墨烯、碳纳米管、金属纳米粒子及其功能化衍生物等纳米材料,凭借优良的催化性和吸附性,极大地提高了电化学传感器的分析性能。构筑新型功能化纳米材料修饰的电化学传感器,使其发挥优越的电催化活性,成为当前电分析化学的研究趋势和热点。 因此,本论文构建了几种不同功能化纳米材料修饰的电化学传感器,并将其应用于相关疾病标志物的特异、灵敏分析。本论文的主要研究内容可分别概括为以下四个方面:（1）电化学阳极化预处理玻碳电极的构建及其对3-硝基酪氨酸的电化学行为研究基于电化学阳极预处理的玻碳电极,制备出一种简单、环保而又灵敏的活化玻碳电极（activated GCE）。 此外,将阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠,SDS）加入到0.1 M HNO3溶液中,activated GCE表面吸附少量SDS表面活性剂,促进了电子间交换,并同时显著提高电极表面的疏水性,从而能增强对3-硝基酪氨酸的电化学响应。研究表明,activated GCE对3-硝基酪氨酸的电化学催化优越,SDS 表面活性剂的引入能进一步增强3-硝基酪氨酸的还原峰电流,加快电子转移效率。 在优化条件下,3-硝基酪氨酸的还原峰电流与其浓度在
0.0530.0μM范围内线性相关良好,线性相关系数（r）为0.9964,检测限（LOD,S/N=3）为17.0 nM。方法能够成功用于人血清样品中3-硝基酪氨酸的检测。 （2）GO-ε-MnO2修饰活化玻碳电极的研制及对酪氨酸的电化学行为研究实验利用滴涂法将氧化石墨烯-ε-二氧化锰复合材料分散液（GO-ε -MnO2,分散于0.05%壳聚糖溶液中）修饰在电化学活化的玻碳电极表面上,研制出氧化石墨烯-ε-二氧化锰修饰电化学活化玻碳电极（GO-ε -MnO2/chitosan/activated GCE）。通过扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射和电化学技术（循环伏安法、示差脉冲溶出伏安法、线性扫描伏安法、计时库仑法等）对修饰电极进行表面形态学表征,并研究了酪氨酸在修饰电极上的电化学行为。 研究发现,GO-ε-MnO2/chitosan/activated GCE对酪氨酸有优异的电化学催化性能。实验分别考察了电化学活化条件、纳米材料修饰浓度、缓冲溶液pH、扫描速率等条件。 在优化条件下,酪氨酸氧化峰电流与其浓度在0.0220.0μM范围内呈良好的线性关系,r为-0.9985,LOD为8.3 nM（S/N=3）。修饰电极可成功用于血清滤纸片和牛奶样品中酪氨酸的分析,结果满意。 （3）功能化纳米材料分子印迹电化学传感器的研制及对3-硝基酪氨酸的电化学行为考察和应用实验采用滴涂法将多壁碳耦合氧化石墨烯纳米带（MWCNT@GONRs）纳米材料修饰在裸玻碳电极表面上,把该电极电化学活化后得到活化多壁碳耦合氧化石墨烯纳米带修饰电极（AMWCNT@GONRs/GCE）,之后将修饰电极置于含有吡咯功能单体、氯金酸、3-硝基酪氨酸模板分子的混合溶液中,进
氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用 郭爽;张国军;姚群峰 【摘要】Graphene oxide-based fluorescent sensing technology is developing rapidly, which has been used to detect nucleic acids, proteins, and small bio-molecules. This method has many outstanding advantages such as low consumption, simple and quick. Also, it could provide accurate, real-time and multiplexed analysis results. Therefore, it shows wide application and development prospects in molecular diagnostics. In this paper, we summarized the principle of fluorescent biosensors based on graphene oxide as well as their research progress and the future perspectives in the filed of molecular diagnostics.%氧化石墨烯荧光生物传感技术发展迅速，已成功实现了对核酸、蛋白质以及其他生物小分子的检测。该分析方法操作简单，实验成本低，可提供准确、实时及多通道的结果，在分子诊断领域显示出了广阔的发展和应用前景。本文综述了氧化石墨烯荧光传感技术的基本检测原理以及在分子诊断领域的研究应用进展。 【期刊名称】《分子诊断与治疗杂志》 【年(卷),期】2014(000)001 【总页数】5页(P52-56) 【关键词】氧化石墨烯;荧光;传感;分子诊断 【作者】郭爽;张国军;姚群峰
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利说明书 (10)申请公布号CN 113063761 A (43)申请公布日2021.07.02 (21)申请号CN202110284379.3 (22)申请日2021.03.17 (71)申请人北京化工大学 地址100029 北京市朝阳区北三环东路15号 (72)发明人张瑛洧康广杰 (74)专利代理机构50218 重庆信航知识产权代理有限公司 代理人孙章虎 (51)Int.CI G01N21/64(20060101) 权利要求说明书说明书幅图(54)发明名称 一种用于检测muc1粘蛋白的荧光 适配体传感器及其应用方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于检测muc1 粘蛋白的荧光适配体传感器，在第一组石 墨烯量子点表面修饰上muc1粘蛋白的适 配体DNA1，在第二组石墨烯量子点表面 修饰上与muc1粘蛋白的适配体DNA1互 补的探针DNA2，将两组石墨烯量子点共 混，因适配体DNA1和探针DNA2的杂交
作用使石墨烯量子点聚集，发生激子能量 转移，导致石墨烯量子点的荧光猝灭；随 后加入muc1粘蛋白，muc1粘蛋白与适配 体DNA1发生特异性结合，结构发生转 变，引起原本聚集的石墨烯量子点发生解 聚而重新分散，体系荧光恢复；在核酸外 切酶Ⅰ的作用下，形成的muc1粘蛋白/适 配体复合结构中的适配体DNA1被降解， 释放的muc1粘蛋白进一步与下一个muc1 粘蛋白的适配体结合，参与下一个循环， 从而使恢复的荧光强度进一步增强。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2021-07-02公开公开 2021-07-20实质审查的生效实质审查的生效2023-02-10授权发明专利权授予
多巴胺电化学检测研究进展 王保光;张鑫;张雪华;何声太;贺涛 【摘要】对近年来电化学方法在多巴胺检测方面的应用和进展进行了综述,并对其发展前景进行了展望. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2013(042)012 【总页数】4页(P2267-2270) 【关键词】多巴胺;灵敏度;选择性;修饰电极;电化学检测 【作者】王保光;张鑫;张雪华;何声太;贺涛 【作者单位】天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;国家纳米科学中心, 北京100190;国家纳米科学中心,北京100190;国家纳米科学中心,北京100190;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;国家纳米科学中心,北京100190【正文语种】中文 【中图分类】TQ035;TQ320.77+2;O646 多巴胺(DA)属于儿茶酚胺类物质，是哺乳动物和人类中枢神经系统中一种非常重 要的信息传递物质，缺乏DA可导致一些重要疾病如精神分裂症和帕金森氏症［1］，所以对DA的研究在神经生理学、临床医学、制药学等许多学科都具有十分重要的意义。近年来，围绕着发展高灵敏度高选择性检测DA的在线分析方法，研究者做了大量的努力，电化学、化学发光、高效液相色谱法、表面等离子体共振、
表面增强拉曼以及荧光法等检测DA的方法相继涌出。在诸多方法当中，电化学分析法具有高选择性、高灵敏度、高稳定性等优点，尤其是微型电化学探针具有良好的生物相容性，能够进行活体在线分析，这使电化学分析方法成为检测DA的理想方法。在过去几十年的时间里，电化学检测多巴胺已经取得了很大的进展。但是，直接电化学方法检测DA面临以下问题:①抗坏血酸和尿酸与DA共存于大脑和体液中，在裸电极上三者的氧化电位相近，易对DA检测造成干扰;②AA的浓度一般为10－7～10－3 mol/L不等，且易被氧化失去两个氢原子而转变成脱氢AA，而DA 的浓度为10－8～10－6 mol/L，AA 能够还原DA的电化学氧化产物使其再生;③DA的氧化产物会在电极表面形成一层薄膜而污染电极。本文介绍近些年电化学检测DA的研究进展。 1 电化学检测 目前，电化学分析法测定DA主要是选择合适的导电基底，发展不同的修饰化学修饰电极，优化电极的制备条件和检测条件等。 1.1 基底材料 掺硼金刚石(BDD)薄膜电极作为一种新型的电极材料，在水溶液中电解时具有较宽的电位窗口，在浓酸浓碱中具有很好的耐腐蚀性，其表面不易吸附污染物。Fujishima等［1］研究了DA和AA在BDD和阳极氧化处理的BDD电极上的电化学行为的差异。在0.1 mol/L HClO4溶液中，BDD电极上二者的氧化峰重合在一起，然而电极经过阳极氧化处理后，AA氧化电位正移0.5 V，DA氧化峰电位几乎无变化，二者的氧化电位完全分开。经过氧化处理后，BDD表面的氢被转化成高度取向的含氧官能团。高度取向的氧化物与AA之间的偶极-偶极作用能排斥AA远离电极表面，从而使其氧化峰电位向高电位方向移动。在1 000倍AA过量的条件下，该电极对DA仍有很好的响应，达到了50 nmol/L的检测限。 1.2 化学修饰电极-修饰剂
基于核酸适配体识别活性的无线传感法检测砷 徐梦媛;李贵荣;唐律;杨洋 【摘要】使用三价砷(As(III))的核酸适配体Ars-3为识别元件,利用金纳米(AuNPs)和氧化石墨烯(GO)的信号放大作用,建立一种新的无线传感方法检测痕量砷.通过设计一条标记巯基的ssDNA,与Ars-3互补形成一条不完全的dsDNA,在合适的条件下dsDNA能在巯基部位标记AuNPs.当加入As(III)时,由于As(III)能与dsDNA中的Ars-3特异性的结合,形成[As(III)-Ars-3]配合物,并游离出ssDNA,又因GO对ssDNA有很强吸附作用,而被磁弹片表面的GO吸附而沉积,导致磁弹片振动频率的改变(Δf),据此可实现As(III)的定量检测.优化后的检测条件为:将终浓度0.5μmol/L 的dsDNA-AuNPs加入小玻璃管中,依次加入磁弹片、不同体积的砷标液、2％HAuCl450μL,0.05 mol/L抗坏血酸25μL、0.05 mol/L CTMAB 12μL,在65℃孵育20 min,检测体系的频率信号变化值Δf.在最佳条件下,Δf与As(III)的浓度在0.5～30μg/L范围内呈线性,方法最低检出限(LOD)为0.41μg/L,r=0.9922.用于几种实际环境水样中痕量砷的测定,相对标准偏差小于5.31％,加标回收率在 92.70％～113.20％之间,结果满意. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2018(047)012 【总页数】6页(P2800-2805) 【关键词】核酸适配体;砷;无线传感法 【作者】徐梦媛;李贵荣;唐律;杨洋
【作者单位】南华大学公共卫生学院,湖南衡阳 421000;南华大学公共卫生学院,湖南衡阳 421000;南华大学公共卫生学院,湖南衡阳 421000;南华大学公共卫生学院,湖南衡阳 421000 【正文语种】中文 【中图分类】TQ016;R123.1 近年来，我国砷污染出现集中、多发趋势，河流湖泊中溶解态砷的浓度远超世界淡水的平均背景浓度[1-3]。进入水体中的砷及砷化物，以As(III)和 As(V)的形态存在于地下水中，造成砷污染[4]，而As(III)的毒性最强，给人们的生活用水安全及身体健康带来了严重隐患。 目前检测水体砷的常规方法有氢化物原子吸收分光光度法[5]、氢化物原子荧光法(HG-AFS)[6]、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[7]和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[8]。上述方法所需仪器昂贵，检测成本高，应用受到限制。 本方法使用特异性识别As(III)的核酸适配体和无线传感组合的方法[9-14]，在体系中形成GO-ssDNA-AuNPs，使磁弹片共振频率降低。据此建立无线传感法检测痕量砷的新方法。该方法灵敏度高，特异性好，操作简便。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 氯金酸(HAuCl4)、抗坏血酸(AA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液(HEPES)均为分析纯；三价砷标准溶液(1 000.0 μg/mL，中国计量科学院)；Ars-3 apta mer(5’-GGT AAT ACG ACT CAC TAT AGG GAG ATA CCA GCT TTT CAA TTT TAC AGA ACA ACC AAC GTC GCT CCG GGT ACT TCT TCA TCG AGA TAG TAA GTG CAA TCT-3’)，ssDNA(5’-SH-AGA TTG
基于电化学生物传感方法检测肾上腺素等生物小分子研究进展丁忙;王敏;吴靓;黄志伟 【摘要】肾上腺素（ EP，adrenaline）是肾上腺分泌的一种非常重要的儿茶酚氨激素和神经传送体。它是由L-苯丙氨酸和L-酪氨酸在人体中自然合成。EP的重要性主要是在哺乳动物与人类的中枢神经系统中进行信息的传送，因而体内EP浓度的变化都会导致许多的问题。对EP的定量化检测方法不论是食品科学、生命科学还是临床医学都是非常重要的。本文综述了在近十年中，基于电化学传感器伏安测定肾上腺素及共存生命小分子的研究进展，并着重从修饰基底、修饰材料、修饰方法以及表征方法等四个方面进行综述。%Epinephrine( EP,adrenaline)is an important catecholamine neurotransmitters released by the adrenal medulla en-docrine,gradually synthesized by L-phenylalanine and L-tyrosine in human system. Its importance lies in the transmis-sion of information among the mammalian and humans central nervous system. Hence,changes in concentration of EP in the body can result in many problems. Therefore,development of a simple method for EP determination and quantification is of great importance for food science,life science and clinical medicine. In this paper,the research progress of determination of EP and the coexistence biological small molecules based on the electrochemical biosensing has been reviewed,and will mainly review the following four aspects:the modified substrate,modified material,modification method as well as the char-acterization.
电致发光细胞传感器及其分析应用 周凡;姚政;陈成炽;李金花;杨培慧 【摘要】电致发光细胞传感器具有灵敏度高、反应可控性强、背景干扰低、分析实时、对检测对象无损等优点,近年来成为生物分析和临床诊断等领域的研究热点.该文针对电致发光细胞传感器构建以及纳米发光探针的设计介绍其在肿瘤细胞定量分析、肿瘤标志物分析、单细胞分析以及细胞功能分析等方面的应用,并对电致发光技术在细胞传感中的研究趋势进行展望. 【期刊名称】《分析测试学报》 【年(卷),期】2019(038)005 【总页数】8页(P595-602) 【关键词】电致发光;电致发光探针;细胞传感器;肿瘤标志物;细胞分析 【作者】周凡;姚政;陈成炽;李金花;杨培慧 【作者单位】暨南大学化学与材料学院,广东广州510632;暨南大学化学与材料学院,广东广州510632;暨南大学化学与材料学院,广东广州510632;暨南大学第一附属医院,广东广州510632;暨南大学化学与材料学院,广东广州510632 【正文语种】中文 【中图分类】O657.1;G353.11 细胞传感器是21世纪迅速发展的一种生物检测技术，成为生物传感器领域的一大研究热点[1]。它通过将细胞固定在传感界面作为识别元件或研究对象，使其与电
极或其他信号元件组合，从而对被分析物的性质和功能进行分析研究，在生物医学、食品安全和药物筛选等领域有着广阔的应用前景[2]。细胞传感器具有实时、动态、特异性高、分析简便快速等特点，克服了传统免疫化学和核酸等检测方法费时、操作复杂且不安全等不足，它与电致发光技术结合所构建的电致发光细胞传感器目前成为了生命科学领域的研究热点。 电致发光(Electrogenerated chemiluminescence，ECL)或电化学发光是一种由 电化学反应引起的发光现象，对电极施加给定电压使电极表面发生反应，产生的电生物质彼此之间或与体系中某些组分经过电子传递作用形成激发态，然后以辐射光子的形式回到基态[3]。一方面，它是化学发光和电化学结合的产物，兼具两者的 优点(如灵敏度高、动力学范围宽、操作简单等)[4]。另一方面，ECL作为一种发光技术，相对于其他发光方法具有独特优势。与光谱学分析法相比，ECL无需借助外来光源激发，降低了背景噪声；与化学发光法相比，它可以通过定向修饰电极提高选择性。近年来，ECL技术在肿瘤细胞浓度检测、细胞表面或内部生物分子分析、细胞凋亡以及其它细胞功能监测、单细胞分析等方面展现了独特优势，结合纳米材料和分析设备的设计及应用，促进了ECL细胞传感器的进一步发展。本文将简要 介绍电致发光探针，并结合本课题组的研究工作和近年来的文献论述电致发光细胞传感器在肿瘤细胞定量分析、肿瘤标志物分析、单细胞分析和细胞功能分析等方面的应用。 1 电致发光探针 目前已报道的电致发光体系有很多种，根据发光试剂的差异性可分为以下3类[5]：无机金属配合物、有机化合物和纳米材料等。无机金属配合物主要包含钌配合物和铱配合物等；有机化合物主要包括鲁米诺类、吖啶类以及多环芳烃类等；近年来，纳米材料发光体(如半导体纳米晶体、贵金属纳米簇和碳纳米材料)作为新型的ECL 体系也得到了迅速发展。
以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测杨绍明;李瑞琴;李红;陈延胜;丁素游 【摘要】通过金硫键将腺苷适配体互补链(S1)和末端带羧基的DNA链(S2)修饰在金纳米粒子(GNPs)表面,以及甲苯胺蓝(TB)与S2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA探针分子TB-S2-GNPs-S1,然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子,以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体(Apt)固定在电极表面,以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附,再通过TB-S2-GNPs-S1中的S1与Apt杂交将TB-S2-GNPs-S1负载到电极表面,成功建立了一种以甲苯胺蓝为电化学探针检测腺苷的适配体生物传感器.采用紫外可见光谱和扫描电镜对合成的金纳米粒子和TB-S2-GNPs-S1复合物进行表征.对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗法(EIS)进行表征,对传感器的性能采用差分脉冲法(DPV)和电化学阻抗进行研究.该传感器在1.0×10-4～100.0 ng/mL范围内对腺苷具有良好的信号响应,相关系数(r)为0.994,检出限(S/N=3)为64.7 fg/mL. 【期刊名称】《分析测试学报》 【年(卷),期】2015(034)004 【总页数】6页(P395-400) 【关键词】腺苷;核酸适配体传感器;甲苯胺蓝;金纳米粒子 【作者】杨绍明;李瑞琴;李红;陈延胜;丁素游 【作者单位】华东交通大学理学院化学化工系,江西南昌330013;华东交通大学理学院化学化工系,江西南昌330013;华东交通大学理学院化学化工系,江西南昌
330013;华东交通大学理学院化学化工系,江西南昌330013;华东交通大学理学院化学化工系,江西南昌330013 【正文语种】中文 【中图分类】O657.1;O625.32 以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测 杨绍明 *，李瑞琴，李红，陈延胜，丁素游 (华东交通大学理学院化学化工系，江西南昌330013) 摘要:通过金硫键将腺苷适配体互补链(S 1)和末端带羧基的DNA链(S 2)修饰在金纳米粒子(GNPs)表面，以及甲苯胺蓝(TB)与S 2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA 探针分子TB-S 2-GNPs-S 1，然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子，以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体(Apt)固定在电极表面，以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附，再通过TB-S 2-GNPs-S 1中的S
碳纳米材料在修饰电极领域的应用 谷飞;鲍昌昊;黄蓉萍;马静芳;李元;李梅;程寒 【摘要】Carbon nanomaterials have received great interest because of their unique mechanical, electrical, and chemical properties.Especially, some kinds of novel carbon materials including carbon nanotubes and graphene due to great specific surface area, high conductivity, and good biocompatibility become research focus.Carbon nanomaterials have showed their unique advantages for modified electrodes in electrochemical field.Carbon nanomaterial modified electrode has high sensitivity, selectivity and good medium ellect.This paper mainly review the research and application of carbon nanomaterials including carbon nanotubes, graphene, fullerene, and nanodiamond to modified electrodes.%碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能等特点,被人们广泛研究,特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点, 在电化学领域显示出独特的优势.采用碳纳米材料修饰的电极具有高灵敏度、高选 择性及优良的媒介作用.主要阐述了碳纳米材料在修饰电极领域中的应用,从功能及应用上重点探讨了近年来碳纳米管、石墨烯、富勒烯、纳米金刚石等碳纳米材料在修饰电极领域的研究进展. 【期刊名称】《化学研究》 【年(卷),期】2017(028)002 【总页数】6页(P263-268)
适配体制备技术及其在农产品化学污染物检测中的应用 陈爱亮;陈刚;于洪侠;邱静;赵燕;杨曙明 【摘要】通过指数富集配体系统进化技术筛选的核酸适配体，依靠其特定的三维结构可以和包括小分子、蛋白、核酸，甚至细胞、组织等在内的各种靶分子高亲和力高特异性结合。与传统识别分子抗体相比，具有制备简单、性能稳定、便于标记等优点，成为分析化学领域一种新的分析工具。本文综述了适配体制备技术以及适配体在农产品中农兽药残留、违禁添加物、生物毒素检测方面的应用研究进展。【期刊名称】《农产品质量与安全》 【年(卷),期】2012(000)004 【总页数】6页(P35-40) 【关键词】核酸;适配体;制备技术;农产品;化学污染;检测 【作者】陈爱亮;陈刚;于洪侠;邱静;赵燕;杨曙明 【作者单位】中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081;中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081;中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081;中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081;中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081;中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081
【正文语种】中文 【中图分类】Q52 近年来，农产品质量安全问题日益受到重视，特别是广泛使用的农兽药所造成的残留、违禁添加物以及由于贮存运输不当过程中产生的生物毒素等，影响农产品质量安全，给消费者带来了健康威胁。传统的仪器分析方法由于耗时耗力、需要精密仪器等，只能作为疑似样品的确证方法，不能满足农产品质量安全监督筛查的需求，因此急需开展简单快速灵敏的农产品化学污染物快速检测方法研究。虽然免疫分析已经被用于农产品化学有害污染物快速检测中，但是由于很多污染物都是小分子，其高亲和力抗体难以制备，因此很多污染物目前仍然没有快速检测方法，而依赖于慢速繁琐的仪器分析如气质或液质分析等。 核酸适配体（Aptamer，又称核酸适体、适配子）作为一种新型的识别分子，是 通过模拟自然进化过程的人工筛选技术——指数富集配体系统进化技术（System Evolution of Ligands by EXponential enrichment，SELEX）筛选得到的具有识别功能的新型核酸分子［1］。其本质是由一段单链寡核苷酸（20～80碱基）通 过折叠形成特定的二级和三级结构，如茎环、发夹、四角环、假结体和G－四链体等结构，折叠形成特定的三维结构与靶分子高亲和力（μmol/L～pmol/L）、高 特异性结合。 核酸适配体的识别特性与抗体相似，但与抗体相比具有很多独特的优势，如可在体外筛选（不依赖生物体），靶分子范围广（从金属离子、抗生素、色素等小分子到酶、蛋白等生物大分子，甚至病毒、细菌和细胞等生物体），容易进行化学合成、改造与标记，生物化学稳定性好等，因此在分析化学领域应用前景广阔，为农兽药残留、违禁添加物等有害物质快速检测提供了一种全新的解决方法。本文对适配体
基于适配体的功能化纳米探针在食品安全检测中的应用进展周迎卓;王欣;刘宝林 【摘要】The analytical method with high sensitivity and specificity is the key to ensuring food safety.The functionalized nano -sensors based on aptamers is a new and efficient analysis platform for the detection of food hazard factors.In this review,we summarized principles of four types of nano-sensor based on aptamer:Optical,magnetic relaxation,electrochemical and other types,and introduced its application in the detection of food safety factor detection,including pesticides,veterinary drugs and their residues,pathogenic microorganisms,mycotoxin true gold toxins,heavy metals,biological enzymes and so on.Finally,The prospects for the development of the method were considered.The development of a biosensor that is easv to carry,including the simultaneous detection of multiple hazardous factors by modifying multiple aptamers on the nanoparticles,and developing rapid,effective,and simple sample preparation methods that effectively avoid background interference,improving the sensitivity and detection limit of the method are the direction of future rapid detection.%高灵敏度及特异性的检测方法是保障食品安全的关键基于适配体的功能化纳米探针为食品危害因子的检测提供了一种新型、高效的分析手段本文基于适配体的4类纳米传感器:光学、磁弛豫、电化学和其他类型的检测原理,重点论述了适配体的功能化纳米探针在食品安全因子检测方面的应用进展,包括农药、兽药及其残留物,致病微生物,真菌毒素,真金毒素,重金属,生物酶等,并对该方法的发展趋势进行了展望开发简便、易
体内药物分析中免疫分析法的应用论文（共2篇）_药学论 文 第1篇：体内药物分析中电化学传感技术的应用 20世纪80年代初，治疗药物监测（开始在国内医院开展，其目的是制定合理的给药方案，指导临床用药个体化。TDM是在现代药动学指导下，应用灵敏快速的分析技术手段，检测患者血液或其他体液的药物浓度，主要集中对以下几种药物监测：抗癫痫药物、免疫抑制剂、抗肿瘤药物、强心苷类及茶碱类等。体内药物分析是TDM中极其重要的环节，分析结果的正确与否关系到TDM的成败。由于生物样品量少、不易重复获得，样品中的干扰成分较多，对分析方法要求高及测定目标与数据处理复杂，体内药物分析对检测技术的要求越来越高，本文对近年来电化学传感技术涉及体内药物分析的应用进行综述，以期为TDM技术的发展提供参考。 1电化学传感技术在体内药物分析中的优势地位 体内药物分析是分析机体内药物及其代谢物浓度，了解药物在体内数量和质量的变化，获得药物代谢动力学的各种参数和转变，以及代谢的方式、途径等信息，用于药物研究和临床合理应用等。用于体内药物分析的方法很多，国内各医院TDM所采用的方法主要有气相色谱法（GC)、高效液相色谱法、液质联用法（LC-MS)、酶免疫法（EIA)、荧光偏振免疫法（FPIA)等，每种方法都有各自的特点。免疫测定法的试剂盒简单、方便且快速，但在药物种类上存在局限性，试剂盒中使用的酶、抗体等价格较昂贵且储存条件要求较高、有效期较短。GC的最大限制因素是只适用于相对分子质量较低的挥发性物质。而HPLC可用于极性
与非极性分子的分离，灵敏度高、分离度好，在临床实验室中应用较为广泛，然而寻找合适的内标物质及样品处理复杂是其面临的最大问题。 近年来，电化学分析技术与生物化学、材料科学、生物医学等学科的交叉融合，带动了电化学传感技术在生命科学领域的蓬勃发展。电化学传感器具有仪器设备简单、特异性好、灵敏度高、经济便捷等特点，目前已成为特定基因序列定性定量分析、体内药物分析、环境检测、食品安全等领域的研究热点，具有广阔的应用前景。作为一门新兴崛起的技术，电化学传感技术在体内药物分析的应用越来越广泛。 2电化学传感技术用于体内药物分析的主要方法 根据检测原理的不同，用于体内药物分析的电化学传感技术可分为直接检测法、基于纳米材料的检测法及基于核酸适配体的检测法。 2.1直接检测法该方法主要利用药物自身在电极界面上的电化学行为进行分析，即在一定的电压下，具有电活性的药物分子在电极界面发生氧化还原反应，电子传递产生电流，通过检测电流值的变化获得检测体系中耙分子的浓度。在进行体内药物分析的过程中，由于体内药物与大量内源性基质共存，耙分子自身电活性较弱及生物样品中其他物质的干扰作用，导致直接检测法存在灵敏度低且易受干扰的缺陷，非分离后的检测方法可能存在测定结果的准确性问题。因此，样品的前处理技术是直接检测手段的重要支撑。 2.2基于纳米材料的检测法纳米材料，包括新型纳米生物材料和纳米复合材料，具有优异的物理、化学、电催化等性能，同时具有量子尺寸效应和表面效应，具有较强的吸附能力、良好的定向能力及生物兼容性，能固定更多生物分子并长久保持其生物活性，因此可以提高传感器中活性生物分子的固载量，使得基于纳