纳米材料构建的电化学生物传感器及其应用研究进展

近年来,生物传感器已广泛应用于基础研究、生物组分检测、临床疾病诊断、过程控制与检测、环境监控与保护等许多领域,电化学生物传感器是其中一个重要分支.纳米材料的尺寸小、比表面积大、表面原子配位不足、活性位点多等特性为生物传感器研究提供了新的途径,其迅猛发展对新型生物传感器的研制具有重要应用价值和意义.本文着重探讨了纳米材料在构建新型电化学生物传感器中的应用研究.     

辣根过氧化物酶在双十六烷基磷酸膜中的直接电化学

利用表面活性剂双十六烷基磷酸（DHP）将辣根过氧化物酶（HRP）固定在EPG电极表面,研究了酶中Fe(（Ⅲ）／Fe（Ⅱ）电对与电极之间的直接电子传递过程以及酶催化双氧水还原过程,结果表明：（1）表面活性剂是一种固定酶的理想材料;（2）这种体系可能应用于构造第三代生物传感器．     

新课程理念下传感器在生物教学中的应用

随着信息技术的迅速发展和国家新一轮课程教材改革的推进,以传感器和计算机为基础,实现信息技术与传统实验教学整合的数字化实验室应运而生。本文就中学生物实验中应用传感器技术作一简单论述,期待这一新的技术能早日并广泛地应用于生物教学,为传统的生物实验教学注入新的活力。     

基于Nafion固定天青Ⅰ和纳米CdS共修饰玻碳电极的H2O2生物传感器

利用滴涂于玻碳电极(GCE)表面的以Nafion膜中负电性的磺酸基与天青I(AI)阳离子之间的静电作用,实现天青I在电极上的固定化,再通过静电吸附和自组装技术将纳米CdS吸附的辣根过氧化物酶(HRP)修饰到电极表面,制备出性能良好的H2O2生物传感器.采用循环伏安法(CV)和计时电流法考察了该传感器的电化学性质.实验表明,该传感器具有良好的生物催化活性,较高的灵敏度,良好的选择性和稳定性,且易于制作等特点.响应电流与H2O2浓度在8.0×10-6~1.6×10-3mol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为2.72×10-6mol/L.     

电化学DNA生物传感器的原理及应用

1电化学DNA传感器原理1.1电化学DNA传感器工作原理电化学DNA传感器利用单链DNA(ssDNA)作为敏感元件通过共价键合或化学吸附固定在固体电极表面,加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂)共同构成的检测特定基因的装置。如图1所示。图1电化学DNA传感器的工作原理示意图其     

组合固载的过氧化氢生物传感器

用硫堇作为电子媒介体, 利用溶胶-凝胶法将壳聚糖固定在金电极表面, 应用分子间的化学键自组装硫堇、纳米金、辣根过氧化物酶制成生物传感器. 通过循环伏安法验证该传感器的电化学活性:在pH = 8.0 , 温度为25℃的优化条件下, 传感器的检测范围为1×10-8mol/L～1×10-2mol/L, 检测下限为10-8mol/L, 可用于检测过氧化氢.     

基于L-半胱氨酸、纳米金、壳聚糖共修饰的葡萄糖生物传感器的制备及检测

通过静电吸附,将带正电的L-半胱氨酸利用S-Au键修饰到金电极表面,固定纳米金颗粒,利用壳聚糖把葡萄糖氧化酶固定到修饰后的电极表面,制备成葡萄糖生物传感器。在最优化的实验条件下,传感器响应快、制备过程简单、稳定性好、选择性好。传感器的线性响应范围为1.0×10^-5-2.5×10^-3M,检出限为2.2×10^-6M （S/N=3）。     

流动注射化学发光葡萄糖生物传感器

本文提出了一种将酶及所有试剂均加以固定的新型葡萄糖生物传感器 .利用酶促反应产生H2 O2 ,与Luminol-K3 Fe(CN) 6 -H2 O2 化学发光反应相偶合 ,从而可以进行葡萄糖的测定 .线性范围为 5× 10 - 7—— 5× 10 - 4M ,检出限为 2× 10 - 7M ,相对标准偏差RSD为 3.6% (c =4× 10 - 6 M ,n =7) ,单次测定可在 1分钟内完成 .该传感器具有简单、快速 ,灵敏度高等特点 ,已成功应用于血清中葡萄糖的测定 .     

基于酶催化沉积放大的阻抗免疫传感器

提出一种基于酶催化沉积底物和生物素——亲和素两步放大的超灵敏免疫检测方法.抗体通过单层蛋白A固定到金电极表面,预先处理好的生物素化抗体和辣根过氧化物酶（HRP）标记的亲和素形成的网状复合物作为免疫反应信号的放大探针.在有H2O2存在的情况下,通过辣根过氧化物酶（HRP）催化氧化DAB（3,3’—联苯二胺）在金电极上沉积一层不溶物,引起阻抗的显著增大.该传感器用于人IgG检测,检测下限为1.0×10^-8g.采用法拉第阻抗和压电石英晶体微天平分别表征了该传感器的特性.     

基于普鲁士蓝／L-半胱氨酸构建甲胎蛋白免疫传感器的研究

通过静电吸附作用将普鲁士蓝（PB）固定在玻碳电极（GCE）表面,再依次电沉积L半胱氨酸（L—Cys）、氯金酸（HAuCl4）．通过氯金酸与甲胎蛋白抗体（anti—AFP）中氨基的键合作用,将抗体固定在电极表面,最后用牛血清白蛋白（BSA）封闭电极表面的非特异性吸附位点,从而成功制备了一种新型的电流型甲胎蛋白免疫传感器．实验利用循环伏安法对电极的制备过程及性能进行了表征,结果表明该免疫传感器对AFP有很好的电流响应,其线性范围为0．01～200．0ng／mL,检出限为0．003ng／mL．该实验方法操作简便,制得传感器灵敏度高,实现了对AFP的定量分析．     

光纤光栅位移传感实验装置的设计与实现

针对传统的强度型光纤位移传感器安装复杂、漂移大等问题,采用光纤光栅新型位移传感器,设计并实现了一种波长编码、自校准和不受光强影响的新型光纤光栅位移传感实验装置。该实验装置简化了传统强度编码光纤传感器的安装过程,具有抗环境振动和温度补偿功能,对快速掌握新型光纤光栅位移传感原理和使用方法,提高光纤传感实用技能具有实际的意义。     

基于无线传感器网络的远程监测实验系统的设计

结合传感器技术、无线射频技术和嵌入式技术,设计一套用于远程监测的无线传感器网络的实验系统。实现基于nRF24L01的无线数据通信、远程监测和传感器节点设计,为学生提供了二次开发软硬件实验平台。系统能提高学生对传感器技术,无线通信技术的理解和设计能力。     

生物医学传感器教学实验装置的研制

从专业角度系统地分析了生物医学工程专业对传感器及检测等课程的教学要求与特点,阐述了研究开发生物医学传感器教学实验装置的指导思想,并在此基础上介绍了该实验装置的系统结构与实验内容.     

硅力敏传感器测量液体表面张力系数和液膜受力分析

利用计算机实时监测硅力敏传感器输出的电压信号,提高了测量的精确度和科学性。用硅力敏传感器和计算机实时监测水的表面张力系数为7.410×10-2 N/m,记录了吊环的受力情况,分析了电压曲线变化的原因。对实验过程中出现的自升现象进行了分析,自升现象的出现使得液膜变薄、液膜的重力可以忽略不计,使测量结果误差较小。通过对整个拉脱过程的受力分析,使学生更深入地理解了拉脱法和表面张力的深刻内涵。     

Feasibility analysis of improving on-campus learning paths via a depth sensor

This research aims to apply a depth sensor to create a human-body-sensing context for outdoor learning paths; it is conducted by incorporating both quasi-experiment and survey to compare students’ cognitive learning outcome within the context and understand students’ attitudes toward the context created. The result of ANCOVA indicates that the context of an introductory film activated by the depth sensor produces better cognitive learning outcome. Furthermore, the survey of students’ attitudes also shows positive attitudes from both experimental and control groups toward the additional use of a human-body-sensing system activated by the depth sensor. The experimental results show the depth sensor can be used to improve conventional learning paths, i.e. with information boards only, for it enables students to participate in wireless sensing learning with their hands free from holding any device.     

基于声卡的传感器实验测试平台

使用PC计算机和先进的LabVIEW软件,利用计算机声卡进行数据采集,创建了CSY2001传感器综合试验台的测试平台,介绍了测试平台的硬件组成和软件设计。使用表明该测试平台具有良好的可视化界面和交互性能,开放性好可进行功能扩充,使用方便灵活,并能满足实验教学的要求。为计算机应用于实验教学开辟一个新的途径。     

Blade shape optimization of liquid turbine flow sensor

Based on the characteristic curve analysis, the method using Δ(K ²) square difference of meter factor at different flow rates was developed to evaluate the performance of turbine flow sensor in this study. Then according to the distribution of entrance velocity, it was supposed that reducing the blade area near the tip could decrease the linearity error of a sensor. Therefore, the influence of different blade shape parameters on the performance of the sensor was investigated by combining computational fluid dynamics(CFD)simulation with experimental test. The experimental results showed that, for the liquid turbine flow sensor with a diameter of 10 mm, the linearity error was smallest, and the performance of sensor was optimal when blade shape parameter equaled 0.25.     

噪声对触发器型传感器特性的影响(英文)

介绍一种由敏感元件和双稳态触发器电路组成的新型半导体集成传感器,该传感器具有灵敏度高和数字量输出的特点．论述了传感器的工作原理和结构,详细分析了噪声对传感器特性的影响,定量地论述了三角波电压的调制作用及其对传感器性能的改进,并以集成压力传感器为例进行了讨论．实验结果与理论分析基本相符．     

High-finesse displacement sensor and a theoretical accelerometer model based on a fiber Fabry-Perot interferometer

A displacement sensor based on the fiber Fabry-Perot （F-P） cavity was proposed in this paper. Theoretical and experimental analyses were presented. Displacement resolution was demonstrated by spectrum-domain experiments to obtain the dynamic range of the F-P sensor, and a piezoelectric crystal unit （PZT） was used as the driver. The output signal was modulated by a piezoelectric ceramic ring and demodulated by a phase-locked oscillator. The experimental results show that the displacement resolution of the F-P sensor is less than 5 nm and the dynamic range is more than 100 μm. As acceleration is the second-order differential of displacement, an accelerometer model was proposed using the finite element method （FEM） nd ANSYS software.