纳米材料电化学生物传感器10

传感器的选择性及稳定性
传感器的选择性研究 传感器的稳定性研究
传感器对不同细胞中microRNA-141的分析性能研究
图1. （A）传感器孵育microRNA-141高表达细胞（MB231及22Rv1细胞）的总RNA提取 液后的响应信号及（B）信号与细胞数对数值间的线性关系；（C）传感器孵育 microRNA-141 低 表 达 细 胞 （ A549 ， MCF-7 及 HeLa 细 胞 ） 及 高 表 达 细 胞 （ MB231 及 22Rv1细胞）的总RNA提取液后的响应信号
传感器的选择性研究
小 结
L- 半胱氨酸作为催化底物介导的卟啉锰电催 化反应具有更为稳定的电催化放大效率及催 化活性 采用树枝状DNA-Au@Pt NPs纳米结构同时 固载催化剂卟啉锰及电化学物质硫堇，使 得信号进一步放大 进一步对卟啉锰电催化L-半胱氨酸反应的机 理进行了探讨
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主要研究内容
物H2O2稳定性较差，我们发现L-半胱氨酸可以作为卟啉
锰电催化反应的催化底物，实现稳定的信号放大。本文 采用自组装树枝状 DNA-Au@Pt 纳米结构同时固载电活
性物质硫堇和卟啉锰，将组装的复合纳米材料与凝血酶
适体链偶联，作为目标物凝血酶的信号探针，用于构建 凝血酶电化学适体传感器。
Biosensors and Bioelectronics, 2016, 81, 423-430. (IF=7.78)
来自百度文库
新的反应体系
结合新型模拟酶催化反 应与功能型纳米材料， 设计新颖的电化学信号 放大技术，构建超灵敏 新型电化 电化学生物传感器
学生物传 感器
高 灵 敏
高 通 量
低 背 景
高 实 用 性
主要研究内容
一、 基于树枝状DNA-Au@Pt纳米结构和卟啉锰电催 化放大技术的超灵敏电化学适体传感器
传统的卟啉锰电催化放大体系中广泛使用的催化底
酶联免疫法 放射免疫法
识别体系的高选择性
电化学生物传感器工作原理
目标物 识别原件 感受器 工作站 信号输出
优点：具有响应快速、选择性高、灵敏度好、操作简单、成本 低廉等显著优点
电化学生物传感器发展前景
新型电化学 生物传感器 实用性
高通量
高灵敏
电化学生物 传感器
光致电化学生物传感器
优点：由于其激发光源源与检测光电流相互分离的特点而具有 低背景信号，灵敏度高、准确性好、稳定性高的特点。
对照实验
对照实验检测原理示意图
对照实验PAGE表征
药物刺激下MB231细胞的激光共聚焦成像图
对照实验
PEC传感器
激光共聚焦法
图 2.（A）传感器孵育不同浓度姜黄素作用下 MB231细胞中总RNA提取液的信号；（B） 信号大小与药物浓度的关系图 ; （ C ）激光共聚焦法检测不同浓度姜黄素作用下 MB231细胞中总RNA提取液后的响应信号 ;（D）信号大小与加入药物浓度的关系图。
二、基于供-受体型光电活性材料及其信号增强剂复合纳 米囊材料的自增强型超灵敏光致电化学生物传感器
制备了同时大量包裹供-受体型光电活性材料及其
信号增强材料C60纳米颗粒的纳米囊光电材料，结合滚 环扩增技术及目标物循环放大策略，构建自增强型光
致电化学生物传感器。构建的自增强型光致电化学生
物传感器具有显著提高的光电转换效率，优良的稳定 性以及检测过程中无需加入其它电子供体、受体或敏
光致电化学生物传感器
复合光电 材料
光电活性 材料
有机光电 材料
无机光电 材料
光致电化学生物传感器
方法学研究
新型光电 活性材料
光电转 换机理 发展 方向
配套仪器
仿生催 化界面 研究
论文设计思路 新的检测技术
结合功能型光电材料及核酸放 大技术，发展自增强、比率型、 多组分分析型光致电化学生物 传感器，并用于临床医学中疾 病标志物的检测
实验条件优化
PTB7-Th：nano-C60
循环反应1时间
循环反应2时间
不同光电活性材料信号对比
供体材料， 受体材料
供-受体材料 （PTB7-Th）
PTB7-Th， nano-C60
PCP纳米囊
传感器对目标物microRNA-141的响应性能
传感器对不同浓度目标 物的响应信号
传感器响应信号与目标物 浓度的线性关系
传感器的制备过程
电化学适体传感器的构建步骤示意图及催化原理示意图
卟啉锰催化放大反应机理
L-半胱氨酸介导的卟啉锰电催化放大反应的机理
纳米材料的表征
nano-C60
Au@Pt NPs
传感器修饰过程表征
CV表征
EIS表征
传感器信号放大性能比较
传感器对凝血酶的响应性能
传感器对不同浓度凝血 酶的响应信号 传感器响应信号与凝血酶 浓度的线性关系
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主要研究内容
三、基于目标物-核酸转换-放大策略及电子隧穿距离调 控策略构建通用型比率法光致电化学生物传感器
设计了一种基于目标物-核酸转换-放大策略及电子隧穿 距离调控策略的通用型比率法光致电化学生物传感器。该方 法克服了现有的比率型光致电化学分析方法中目标物对光电 材料的高度依赖性，具有良好的通用性，可以广泛应用于多 种类型目标物的比率法检测。
答辩提纲
PAGE OF CONTENT
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绪论
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论文设计思路
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主要研究内容
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总结展望
现状及问题
临床诊断 环境监测 食品安全
高效、灵敏的生物分子 定量分析检测技术
电化学生物传感器
目前常用的生物分析检测方法
灵敏度低；操作 繁琐、耗时长； 有害性强等 免疫组化法
电化学生物传感器
电化学生物传感器很好地结合了电 化学转换装置的高灵敏度以及生物
化剂的简单的操作步骤。
Analytical Chemistry, 2016, 88, 8698-8705. (IF=6.32)
传感器的制备过程
纳米材料的表征
nano-C60 PTB7-Th
PCP纳米囊
SiO2 NPs
目标物循环反应及传感器修饰过程表征
酶辅助目标物双循环放大 反应的凝胶电泳表征
传感器修饰过程的循环 伏安法表征
小 结
首次采用功能型纳米囊同时包裹供体-受体型 光电活性材料及其相应的信号增强材料构建 自增强型光致电化学生物传感。
与传统分子间光电子传递型光电材料相比， 本研究所提出的分子内自增强型纳米囊材料 的光电信号提高了约300倍。 构建的自增强型光致电化学传感器具有显著 提高的光电转换效率，简单的制备方式，优 良的稳定性以及无需加入其它电子供体、受 体或敏化剂的简单的操作步骤。