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基于立方体Cu2O-Au与聚乙烯亚胺二元催化的自清洁纸基电化学发光生物传感器用于Ni2+和Hg2+的定量检测

DOI:10.1016/j.bios.2018.11.008 期刊:Biosensors and Bioelectronics 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 受立体贺卡启发,研究人员开发出一种具有信号采集与多重残留自清洁功能的3D可折叠纸质电化学发光(ECL)生物传感器(CAPEB),通过简单调节其三维构型即可实现对Ni2?和Hg2?的灵敏检测。该研究首次在纸基材料中集成了多流体通道与中空管道结构,实现了两个工作电极的同步循环自清洁。为达成超灵敏的Ni2?和Hg2?监测,引入了由分子间协同反应(H?O?与N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI))和分子内催化(聚乙烯亚胺(PEI)-ABEI)构成的二元催化体系。具体而言,在纸基工作电极上生长具有大比表面积和优异导电性的银纳米球作为固定PEI-ABEI及Ni2?特异性DNA酶的传感器基底。借助DNA酶作用,通过杂交反应将Cu?O-Au与二茂铁(Fc)标记的S2链固定于电极表面,催化H?O?产生活性氧促进ABEI发光。当存在Ni2?时,活化的DNA酶会切割S2链释放Fc,淬灭ABEI的ECL信号从而实现Ni2?检测。类似地,通过在全硫醇(T)碱基S3链修饰的Cu?O-Au表面利用T-Hg2?-T配位作用锚定Hg2?,随着Hg2?浓度升高其对ABEI发光的淬灭效应导致ECL强度降低,实现Hg2?的灵敏定量?;诟镁商逑担琋i2?和Hg2?检测展现出高灵敏度、宽线性范围和低检出限。结果表明,将多通道结构集成于纸基芯片为设计金属离子诊断用纸基器件开辟了新途径。
作者: Yuzhen Huang,Li Li,Yan Zhang,Lina Zhang,Shenguang Ge,Jinghua Yu
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种简单、廉价、高效且多功能的集成设备,用于超灵敏检测重金属离子(HMI),特别是Ni2?和Hg2?。

所开发的CAPEB在检测Ni2+和Hg2+时展现出卓越的分析性能,具有高灵敏度、宽线性范围和低检测限。将多通道结构集成到纸基芯片中,为设计用于金属离子诊断的纸基设备开辟了新途径。

该研究未提及CAPEB在大规模生产中的可扩展性或其在不同环境条件下的性能表现,针对更广泛潜在干扰因素的特异性也有待进一步探究。

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