油菜素内酯原位检测电化学免疫传感器（英文）

[目的/意义]植物激素的调控对于作物生长至关重要。油菜素内酯作为一种重要的植物内源激素,在作物的生长发育、产量提高以及抗逆性增强等方面扮演着举足轻重的角色。传统的油菜素内酯检测方法不仅繁琐耗时,而且难以实现原位、快速检测。为了突破这一技术瓶颈,本研究提出了一种利用丝网印刷(Screen-printed electrode,SPE)电极构建的电化学免疫传感器,旨在实现对油菜素内酯的快速、准确检测。[方法]首先利用电化学工作站电沉积金纳米颗粒(AuNPs)将其固定在SPE电极表面,然后在电极上滴加氯化铜纳米线(CuCl₂ NWs),氯化铜纳米线不仅可以提高电极的导电性,其中Cu²⁺还可以作为传感器的氧化还原探针。最后选择Mxene和聚多巴胺纳米复合材料(Mxene@PDA)作为SPE电极的修饰材料,因为Mxene具有表面积大和导电性好的优点,可以进一步放大Cu²⁺的信号。但Mxene在空气中很容易被氧化而不稳定。聚多巴胺(Polydopamine,PDA)含有大量的邻苯二酚和氨基等基团,通过多巴胺自聚合后包覆在Mxene的表...     

纳米三氧化二铁修饰玻碳电极测定痕量Hg~(2+)的研究

构建了一种基于纳米三氧化二铁修饰玻碳电极的电化学传感器,采用差分脉冲溶出伏安法研究痕量Hg~(2+)在该传感器上的电化学响应行为。实验结果表明,在0.1 mol/L的KCl中,纳米三氧化二铁修饰电极在+0.144 V出现一个强而尖锐的溶出峰,说明修饰电极能有效增强Hg~(2+)的溶出伏安信号。在富集电位-1.2 V,富集时间300 s的最优测试条件下,Hg~(2+)溶出峰电流与其浓度在3~13μg/L的范围内,呈现良好线性关系,线性相关系数r~2=0.993 6,检测限为0.18μg/L。将该电极用于青提汁中的检测,回收率为95.2%~100.7%,表明该制备简单的修饰电极灵敏度高、操作方便,具有良好的实际应用价值。     

离子液体/纳米Fe 3O 4修饰的丝网印刷电极重金属检测

设计了一种N-辛基吡啶六氟硝磷酸盐离子液体粘合纳米四氧化三铁修饰丝网印刷电极,结合方波阳极溶出伏安法实现了重金属镉、铅离子的同步检测。并用循环伏安法、交流阻抗法、方波溶出伏安法进一步研究修饰电极的电化学性能,表明采用离子液体/纳米四氧化三铁复合膜可有效提高丝网印刷电极的电子传递能力和有效面积,修饰电极对镉离子和铅离子显示出了良好的检测灵敏性。在最优检测条件下,修饰电极对镉离子和铅离子峰电流在浓度分别为0.2~35.0 μg/L和0.2～20.0 μg/L范围内呈现良好的线性关系,检测下限分别为0.06、0.1 μg/L（ S/N =3）。将该电极用于检测土壤和水样本中的重金属镉和铅,表现出较好的选择性和检测精度。     

基于微分脉冲溶出伏安法的铂修饰电极检测痕量铅和镉

采用电化学沉积制备了汞膜和铋膜铂电极,应用制备的汞膜及铋膜铂电极对重金属污染物铅和镉进行微分脉冲溶出伏安法测定,探讨了富集时间、富集电位、修饰膜性质及本体电极尺寸等因素对重金属离子测定影响,确定铋膜修饰微电极更为适合应用于重金属离子快速在线监测。     

芦丁在石墨烯/离子液体复合膜上的电化学行为研究

研究了N-辛基吡啶六氟硝磷酸盐（N-octylpyridinum hexafluorophosphate,OPFP）离子液体与新型碳纳米材料石墨烯（Graphene,GR）复合膜修饰玻碳电极,制备了一种新型的IL/GR/GCE电极用于检测芦丁香茶和药片中芦丁的浓度。并通过循环伏安法、阻抗谱和方波伏安法研究芦丁在IL/GR/GCE的电化学性能,表明离子液体优良的导电和粘合性能及石墨烯纳米材料大比表面积、高电子传递能力和强催化能力,极大地提高了电极电化学性能和检测响应。在最优检测条件下,方波伏安法测定发现其峰电流与芦丁浓度在0.05~11μmol/L范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数0.997,检测下限为0.01μmol/L（S/N为3）。将该修饰电极用于检测实际样品中芦丁的含量,表现出较强的抗干扰能力和良好的稳定性。     

基于石墨烯气凝胶的全固态硝酸根离子选择性电极研究

全固态离子选择性电极的结构在许多制备和应用方面具有明显优势。但由于固态界面上缺少有效的离子-电子转化导致其在电位稳定性上表现较差,无法保证各界面电势的稳定性而限制了全固态离子选择性电极的应用。因此,提出使用具有三维结构的石墨烯气凝胶(GAs)作为有效的固态转接层材料,用于调节离子载体基选择性聚合膜玻碳电极基底之间的离子-电子转化,基于这一原理制备了高性能全固态硝酸根离子选择性电极。通过透射电子显微镜表征其形貌特征;将其滴涂于玻碳电极表面形成GAs修饰电极,采用循环伏安法表征其电化学行为。在上述修饰电极表面覆上硝酸根离子选择性膜后制备新型的全固态离子选择性电极,通过电位水层测试、电位测量来表征其性能。GAs转接层的离子选择性电极对硝酸根离子展现出良好的能斯特响应和10~(-4.2)mol/L的检测下限,这为实现硝酸根离子现场即时检测提供了可能。     

基于Mn(Ⅱ)络合环丙沙星的电化学检测

以Mn(Ⅱ)为络合剂建立了一种基于氧化石墨烯修饰玻碳电极检测氟喹诺酮类抗生素环丙沙星(CIP)的新型方法。通过CIP与Mn(Ⅱ)络合反应,增强CIP的峰电流检测信号,实现CIP的检测。该方法选择pH=8.0的B-R缓冲液为支持电解液,以浓度20 μmol/L Mn(Ⅱ)为络合剂,采用差分脉冲溶出伏安法(DPSV)进行电化学检测。络合峰的峰电流与溶液中CIP的含量在5×10~(-7)～2×10~(-5) mol/L分段成线性关系,线性相关系数分别为R~2=0.977 8 和R~2=0.9952,其检出限为5.0×10~(-7) mol/L。本研究提供的CIP电化学检测方法克服了检测过程中电极制备的复杂性和灵敏度不足等缺点,有望在基体复杂的实际样品中广泛应用。     

基于电化学和虚拟仪器的土壤重金属检测系统研究

采用超声波辅助提取法对土壤样本进行快速前处理,以铋膜修饰丝网印刷电极作为传感器,结合差分脉冲阳极溶出伏安法对土壤浸提液中的铅和镉进行精确测量。检测仪器以Lab View平台软件为工作核心,结合MSP430单片机、恒电位电路、I/V转换电路、电磁阀和蠕动泵等硬件设备实现了对土壤浸提液的自动进样、电化学分析以及排液清洗等铅和镉的操作。针对实际土壤样本测量时可能产生的误差,分别采用了概率统计算法以及多次标准添加法加以消除。系统检测限分别达到2.6μg/L和1.8μg/L。对不同地区采集到的多个土壤样本进行分析,结果表明该系统具有检测精度高、重现性好、速度快、功耗低等优点,适合对农田土壤重金属进行快速检测和评估。     

基于MOCPs-MWCNTs的大肠杆菌电化学免疫传感器

食源致病菌引起的食品安全问题已成为全世界关注的焦点。设计了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)-有机配位聚合物(MOCPs)高效固定抗体的大肠杆菌电化学免疫传感器。利用NaAuCl_4与1,4-苯二硫醇(BDT)反应生成金属有机配位聚合物,同时在BDT的还原作用下生成大量纳米金,并包埋大量吸附在MWCNTs表面的大肠杆菌抗体,最终将抗体高效包埋在MOCPs-MWCNTs中,基于MOCPs-MWCNTs固定抗体研制修饰电极,在目标物大肠杆菌O157:H7的存在下,辣根过氧化氢酶标记的抗体(HRP-Ab)随后特异性捕获于电极表面形成典型夹心结构,通过HRP催化底物产生电化学信号从而实现大肠杆菌O157:H7的检测。MOCPs-MWCNTs特有的高比表面积高效固定了大量抗体,增加了传感器结合抗体的效率并提高了传感器的灵敏度。该传感器对大肠杆菌O157:H7的检测线性范围为67~6.7×10~6cfu/mL,最低检出限为40 cfu/mL。     

基于纸质微流控芯片的农药检测系统

针对当前农药检测手段仪器复杂、成本昂贵等问题,提出了一种基于纸质微流控农药检测方法。设计了具有自动进样、混合反应、电化学检测等功能的纸质微流控芯片,采用石墨碳、Ag/AgCl材料以及结合化学交联法制备了环状结构的丝网印刷酶电极,并利用循环伏安法对制备的酶电极进行了电化学表征,构建了一套基于酶抑制法的集成酶电极纸质微流控农药检测系统。最后建立了酶抑制率与对硫磷浓度的数学模型,并测试了酶电极的性能。实验结果表明,酶电极具有良好的制备重复性、稳定性和线性度。抑制率与对硫磷浓度的负对数在1.0×10~(-7)~1.0×10~(-5)g/mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为:I=158.82+21.11lg C,R~2为0.993,最低检出限为3.3×10~(-8)g/mL。所制备的酶电极微流控传感器抗干扰性较强,对对硫磷农药具有一定的选择性。加标回收率范围在95.8%~115.0%之间。     

莱克多巴胺检测方法研究进展

总结莱克多巴胺的主要检测方法,分析仪器检测方法及免疫检测方法的优缺点、检出限及效率,展望莱克多巴胺检测方法的未来发展方向,为提高莱克多巴胺检测的准确性及效率提供参考。     

便携式农药残留检测仪的设计

介绍一种基于酶电极生物传感器的便携式农药残留检测系统,该系统采用STC12C5A60S2微处理器作为控制核心,应用电流型酶电极生物传感器作为检测部件对果蔬提取液进行电化学分析。酶电极产生的μA级微弱电流信号通过I/V变换、差分放大、低通滤波等电路调理后送给A/D转换器,经微处理器运算、量化后将被测液农药残留浓度进行液晶显示并通过微型打印机打印出测试结果。该系统采用RS232总线进行数据上传,上位机应用界面采用LABVIEW编写,可对样本检测结果进行存储、分析、历史数据查询等操作。通过大量果蔬验证性试验,证明该系统稳定可靠、精度高、效果良好。     

基于酶传感的农药浓度快速检测装置研究

基于酶传感对农药浓度进行检测,设计了以丝网印刷酶电极作为敏感元件、由SOC单片机和微电流测量电路组成的检测装置。通过与CHI660B型电化学工作站测量对比实验可知:该装置对微电流测量的精度达0.01uA,最大误差小于0.19uA,检出时间小于3min;装置尺寸小,适合于现场农药浓度的快速检测。     

氮掺杂石墨烯修饰电极检测稻田水中重金属污染的研究

水稻是我国主要粮食作物,在粮食安全中占有极其重要的地位,镉(Cd~(2+))和铅(Pb~(2+))是稻田水中常见的重金属污染物,受到污染的水用于下游农田的灌溉,将进一步扩大重金属的污染,给人们食品安全和身体健康造成威胁,因此稻田水中重金属污染的检测非常重要。本文以差分脉冲阳极溶出伏安法,制备了氮掺杂石墨烯修饰的电极并使用该电极对稻田水溶液中镉(Cd~(2+))、铅(Pb~(2+))两种重金属的含量进行检测,并在华南农业大学跃进农场水稻田采集了水样,经过室内试验测得,该水样质量达标。     

猪肉中莱克多巴胺便携式快速筛查装置研究

莱克多巴胺俗称“瘦肉精”,可被用来饲养牲畜以提高胴体瘦肉率。食用含有莱克多巴胺的畜禽肉或内脏可引起健康问题甚至危害生命。传统的莱克多巴胺检测周期较长,费时费力,不利于实际大范围推广使用。在一些屠宰场往往采用抽检的方式进行检测,存在严重滞后性。研发了一种猪肉中“瘦肉精”莱克多巴胺便携式快速筛查装置,该装置主要包括光谱采集模块、光源模块、控制模块和电源。并基于NI LabVIEW软件开发工具,采用G语言编写猪肉“瘦肉精”智能快速检测的控制软件。首先,在碱性环境下利用乙酸乙酯对猪肉中莱克多巴胺进行提取,并采用表面增强拉曼散射（SERS）方法进行检测。研究对比了不同浓度NaCl水溶液作为聚集剂对莱克多巴胺SERS光谱的影响,结果表明以1mol/L NaCl为聚集剂的增强效果最好。其次,比较了液滴蒸发对拉曼信号的影响,结果表明在滴加样品后,4s后采集的拉曼信号较好。然后,制备不同莱克多巴胺含量（1、2、4、6、8、10μg/g）的猪肉样品进行定量分析,采用自动惠塔克拟合算法（AWF）对光谱数据进行预处理,扣除原始拉曼光谱中包含的荧光背景。建立836cm-1处SERS强度与猪肉样品中莱克多巴胺含量之间的一元线性回归模型。结果表明,模型具有较好的线性关系,决定系数R2为0.99,均方根误差为0.178μg/g。最后,重新制作一批莱克多巴胺含量相同的猪肉样本,利用研发的装置对猪肉中莱克多巴胺进行检测,预测值与样品标准理化值具有较好的线性关系,决定系数R2为0.99,均方根误差为0.317μg/g。本装置简单便携,价格便宜,检测时间小于1h,检出限为1μg/g,可以用于猪肉中莱克多巴胺的快速筛查。     

基于COMSOL的料位检测传感器电极设计与试验

针对肥箱料位人工检测精度底的问题,运用Comsol Multiphysics进行矩形、圆环形两种电极的设计,替代人工进行料位检测。并对测量场内的电容值进行仿真计算,分析传感器电极形状对检测场中料检测值的影响。将两种极板安装在施肥试验台,选取颗粒尿素(GB 2440—2001)作为检测对象,进行单因素试验,结果表明矩形电极肥箱料位高度百分比的相关系数为0.99,优于环形电极,受噪声与空气湿度影响小,故选用相邻矩形电极。提高检测精度,完善农机监测多样性。     

稀土提高水箱主片抗电化学腐蚀性能研究

研究了采用黄铜（Ｈ９０、Ｈ７０）和锡铅钎料钎焊而成的拖拉机水箱电化学腐蚀机理。电化学腐蚀是水箱漏水的主要原因,在钎缝界面形成更负的电极电位,导致腐蚀沿界面处进行。在钎料中加入适量稀土后,提高了钎料与母材的结合力,抗电化学腐蚀性能提高。     

稀土提高水箱主片抗虫化学腐蚀性能研究

研究了采用黄铜（Ｈ９０、Ｈ７０）和锡铅钎料钎焊而成的拖拉机水箱电化学腐蚀机理。电化学腐蚀是水箱漏水的主要原因，在钎缝界面形成更负的电极电位，导致腐蚀沿界面处进行，在钎料中加入适量稀土后，提高了钎料与母材的结合力，抗电化学腐蚀性能提高。     

电解含溴饮用水过程中溴酸盐的形成

分别采用BDD电极和钌铱钛电极作为阳极,钛板作为阴极,进行了模拟含溴饮用水的电化学氧化研究。通过对溴离子、活性溴、溴酸盐的浓度监测以及循环伏安扫描、RNO褪色实验等手段,对两种电极电解时溴酸盐的形成机理进行了探讨,并对电流密度、pH值和溴离子初始浓度c0(Br-)等反应条件对溴酸盐形成的影响规律进行了分析。结果表明,与钌铱钛电极相比,BDD电极电解时更易形成溴酸盐,其拥有的更强的·OH等活性物质生成能力是出现这种现象的主要原因。电流密度越大或溴离子初始浓度越高,都会使溴酸盐更易形成;中性pH条件下,溴酸盐的形成浓度要高于强酸强碱条件下。     

基于分子印迹碳纳米管修饰电极快速测定水中抗生素

将表面分子印迹聚合物和碳纳米管有机结合起来,发展了氧氟沙星分子印迹碳纳米管修饰电极快速测定水体中的氧氟沙星.在最优条件下(pH值为4.0,富集时间为10min,富集电压为0~0.2V),循环伏安响应峰电流与氧氟沙星浓度成线性关系,线性范围为0.1~5μmol/L,检出限(S/N=3)为0.01μmol/L.修饰电极具有良好的测量重现性和稳定性,用该方法测定自来水中添加的不同浓度的氧氟沙星,回收率为81.8%~110.8%,结果令人满意.