基于新型量子点多功能探针的电化学传感器
量子点技术在生物传感器中的应用方法

量子点技术在生物传感器中的应用方法引言:生物传感器是一种专门用来监测生物分子或细胞活动的装置,它已经在医学诊断、环境监测、食品安全等众多领域展现出了巨大的潜力。
近年来,量子点技术的发展给生物传感器领域带来了革命性的突破,其独特的荧光特性以及可调控性使得它成为一种极具潜力的传感器材料。
本文将重点探讨量子点技术在生物传感器中的应用方法。
一、量子点技术概述量子点是一种纳米级别的半导体颗粒,具有独特的光电性质。
它们的尺寸可控制在数纳米到数十纳米之间,具有窄的发光峰宽、高光量子效率和较长的激发寿命,可以显示出持久且稳定的荧光。
这种特性使得量子点在生物传感器中具有广泛的应用潜力。
二、量子点作为光标的应用量子点具有广泛的波长可调节性,使其成为理想的光标分子。
可通过改变量子点的大小和组成来调节其发射的波长,以适应不同的生物分析需求。
由于量子点的窄发光峰宽,它们可以对不同生物分子的荧光信号进行更加准确的监测和记录。
这使得量子点能够作为生物传感器中的优良探针,用于检测和测量生物体内的重要物质,例如蛋白质、酶、细胞分子等。
三、量子点技术在荧光共振能量转移(FRET)中的应用荧光共振能量转移是一种常用的生物分析技术,可以用于研究分子之间的相互作用。
传统上,有机染料常被用作FRET的信号接受体。
然而,由于有机染料发光强度低、易于褪色等问题,限制了其应用的范围。
而量子点作为光稳定的荧光探针可以较好地替代有机染料,实现更准确的FRET检测。
通过将量子点作为接受体,可以实现对信号的放大和稳定,提高检测的灵敏度和准确性。
四、量子点技术在免疫传感器中的应用免疫传感器是一种能够检测生物分子、蛋白质等特定分子的传感器。
目前,常见的方法主要包括酶联免疫吸附测定(ELISA)和免疫荧光检测法。
而借助于量子点的荧光特性,免疫传感器的性能可以得到显著提升。
量子点的窄发光峰宽使得不同标记物的信号可以很好地分离,提高了检测的选择性。
此外,量子点具有较高的荧光量子产额和较短的激发寿命,能够提高检测的灵敏度和响应速度。
电化学传感器的研究进展

电化学传感器的研究进展电化学传感器是一种基于电化学原理、应用于化学分析的传感器。
它利用电极与检测物质之间的电化学反应,通过测量电荷转移过程中所产生的电流、电势等信号来实现分析检测。
因为具有高灵敏度、快速响应、便捷操作、实时性等优点,电化学传感器在化学分析和医学诊断等方面得到了广泛应用。
近年来,随着科学技术的不断进步,电化学传感器的研究也取得了很大的突破。
本文将从以下几方面介绍电化学传感器的研究进展。
一、材料方面的研究进展材料是电化学传感器的核心,其性能直接影响传感器的灵敏度和响应速度。
因此,材料方面的研究一直是电化学传感器研究的重点之一。
在电极材料方面,石墨烯是近年来备受关注的材料。
石墨烯具有高比表面积、导电性好、化学稳定性高等优点,可以提高电化学传感器的灵敏度和稳定性。
同时,石墨烯的制备方法也不断优化,例如化学气相沉积、化学还原等方法,使得石墨烯得到了广泛应用。
在敏感膜材料方面,纳米材料的应用也受到了广泛关注。
例如,纳米金粒子具有很高的表面积和复合物形成能力,可以提高电极表面上的反应速率和传感器的灵敏度。
另外,还有氧化物、有机材料、碳纳米管等敏感膜材料,能够更好地实现电化学传感器的选择性和灵敏度。
二、技术方面的研究进展除了材料方面的研究,技术方面也在不断地发展。
以下将针对一些前沿技术进行介绍。
1、表面增强拉曼光谱表面增强拉曼光谱(SERS)是一种新型的化学分析技术,它将纳米材料等表面增强效应与拉曼光谱相结合,能够实现对微量分析样品的检测。
因此,SERS应用于电化学传感器中,使得电化学传感器具有更高的灵敏度、更好的重现性和选择性。
2、微流控技术微流控技术是利用微纳米加工技术制造微流动芯片,控制微流动行为,实现微量液体的混合、分离、传输和检测。
利用微流控技术可以实现检测样品的自动化处理和高通量分析,能够提高电化学传感器的检测速度和准确性。
三、应用方面的研究进展电化学传感器具有广泛的应用前景,在环境监测、食品安全、医学诊断等领域都有重要的作用。
量子点在生物成像中的应用研究

量子点在生物成像中的应用研究量子点是由于量子限制效应而产生的半导体纳米晶体,大小在1纳米到10纳米之间,具有优异的光学性能和物理性能。
近年来,作为一种新型的荧光材料,量子点被广泛应用于生物成像领域。
其在成像深度、时间分辨率、检测灵敏度等方面具有优势,下面我们来一起看看量子点在生物成像中的应用研究。
一、量子点在生物成像中的应用1、荧光成像量子点的荧光发射峰比有机荧光染料更窄,且抗光变色性好,因此在生物成像中,常用于荧光研究。
过去,生物荧光成像主要利用非生物发光源,如荧光显微镜或闪光灯,但这种成像方式存在照射伤害、荧光衰减等问题。
而利用量子点发光特性进行荧光成像,因光致荧光产率高、光稳定性好而得到广泛应用。
而且单个量子点的荧光发射光谱特征独一无二,可以根据不同的激发波长特异性地标记物质,可以实现分子相互作用的动态观察和定量探究。
2、磁共振成像磁共振成像是近年来被广泛应用于医疗领域的影像技术。
利用磁共振成像可以扫描人体内部各个结构,不无创伤且分辨率高。
但其缺点是无法利用已知的方式来选择特定的结构来扫描,因而会按照一定的过程扫描全部区域,消耗时间较长。
利用量子点可以将MRI技术的分子靶向性、光学探针的生物发光等组合起来,导致新的思路被提出:量子点标记磁共振成像。
利用这种方法,可以选择性地将特定的量子点标记为靶标生物标记,并在尽可能短的时间内将与标记物有关的成像数据提取出来。
二、量子点在生物成像中的研究进展1、量子点作为生物标记物量子点在生物成像中作为标记物常用于荧光成像。
其主要优点在于,与传统的无机晶体荧光染料相比,他们发射光谱更窄,抗光照和光损伤性能更好。
同时,由于量子点荧光发射峰相对固定不变,具有较好的光学性质,可以根据标记物质浓度和及时性来提高标记效果。
2、发展量子点荧光标记技术量子点荧光标记技术是目前生物成像领域研究的关键。
在标记成像的时候,标记的分子量、大小和被观察的分子的存在状态等都是制约其在生物成像区域的应用的重要因素。
二硫化钼量子点电化学传感

二硫化钼量子点电化学传感1.引言1.1 概述概述二硫化钼量子点(MoS2 QDs)是一种新型的纳米材料,具有优异的电化学性能和光学性质。
作为一种新兴的电化学传感材料,MoS2 QDs 在生物传感、环境监测、能源储存等领域展示了广泛的应用前景。
MoS2 QDs 具有较高的比表面积以及较大的电化学活性,使其能够有效催化电化学反应,提高传感器的灵敏度和选择性。
本文将系统地讨论MoS2 QDs在电化学传感领域中的应用。
首先,我们将介绍MoS2 QDs的制备方法及其特点。
其次,我们将重点关注MoS2 QDs在生物传感和环境监测中的应用。
在生物传感方面,MoS2 QDs能够作为荧光探针用于检测生物分子,如DNA、蛋白质和细胞。
在环境监测方面,MoS2 QDs能够检测和测量环境中的重金属离子、有机物和气体等污染物。
此外,本文还将探讨MoS2 QDs在能源储存领域的应用潜力。
由于其出色的电化学性能,MoS2 QDs可以用作电化学储能器件的电极材料,可以提高储能器件的能量密度和循环性能。
最后,我们将对MoS2 QDs在电化学传感领域的研究进行总结,并展望其未来的发展方向。
虽然MoS2 QDs在电化学传感领域已经取得了一些有趣的成果,但仍然存在一些挑战需要解决,如稳定性和量产性等问题。
因此,我们还需要进一步研究和优化MoS2 QDs的制备方法,并探索更多的应用领域。
总之,本文将深入探讨二硫化钼量子点在电化学传感领域的研究进展和应用前景,旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
我们相信MoS2 QDs作为一种新型电化学传感材料,将在生物传感、环境监测和能源储存等领域发挥重要作用,并为解决现实问题提供有效的解决方案。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:2. 正文:2.1 第一个要点在正文部分,我们将详细介绍二硫化钼量子点的电化学传感应用。
首先,我们将探讨二硫化钼量子点的特性和制备方法,包括合成方法、表征技术等。
然后,我们将介绍二硫化钼量子点在电化学传感中的应用,包括对某些离子、分子或生物分子的检测和分析,以及在环境、医药和生物领域的应用等。
基于量子点的生物传感器研究

基于量子点的生物传感器研究近年来,基于量子点的生物传感器已经成为了生物医学领域的研究热点之一。
它的特点是具有高灵敏度、高特异性和高稳定性等优势,可用于检测生物分子、药物和细胞等。
因此,它在生物医学诊断、疾病治疗和药物研发等方面都具有广阔的应用前景。
一、量子点的特点量子点是一种尺寸在纳米级别的半导体结构物。
由于量子尺寸效应的存在,量子点具有高效的发光和吸光特性,同时具有具有宽的发射光谱、高荧光强度、优异的荧光性质和高度的光稳定性。
这些特性使得量子点成为了研究和开发生物传感器的理想材料。
二、基于量子点的生物传感器基于量子点的生物传感器是一种新型的检测分子生物学活性的方法。
它以量子点为探针,利用分子识别技术、光电检测技术和信号分析技术,实现对生物分子的高灵敏度、高特异性和高选择性的检测和分析。
传统的生物传感器大多采用荧光染料作为探针,但其具有亚稳定、激发光损伤和光棕色现象等不足之处。
而基于量子点的生物传感器,因其稳定性高、发射光谱窄,可以实现高灵敏度的检测,避免了其他杂质的影响,因此成为生物传感器领域的研究热点。
三、应用场景基于量子点的生物传感器在生物医学领域和环境监测中应用广泛,如检测癌症标志物、基因检测、细胞成像等。
其中癌症标志物检测是其中的研究热点,量子点可以作为高灵敏度、高特异性的检测探针。
例如,在胃癌诊断中,量子点可以同时检测血清中多种癌症标志物,如细胞角蛋白19(CK19)、甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA),比传统方法的检测效果更好。
在肺癌检测中,将量子点修饰在纳米纤维上,可以制备出高灵敏度的检测器。
除了在医学领域中的应用外,基于量子点的生物传感器在环境监测方面也具有高应用价值。
例如,将量子点修饰在纳米纤维中,可以用于检测水中的污染物等。
另外,量子点在检测食品中的污染物也有很大的潜力。
四、发展趋势基于量子点的生物传感器在生物医学、环保和食品安全等领域的应用前景非常广阔。
未来的研究方向主要集中在以下几个方面:1)开发基于量子点的高效药物筛选和评估技术,以提高药物开发成本和效率。
量子科技在生物传感中的创新应用教程

量子科技在生物传感中的创新应用教程生物传感技术作为一种能够检测和监测生物体内特定分子或生物过程的工具,已经在医学、生物学和环境保护等领域发挥着重要作用。
然而,随着科技的不断发展,我们的需求也在不断增长,传统的生物传感技术已经无法满足我们对检测灵敏度、稳定性和快速性的要求。
量子科技作为一种新兴的技术手段,近年来在生物传感领域中得到了越来越广泛的应用。
量子科技利用微观粒子的量子效应实现精确的测量和控制,为生物传感技术带来了许多创新应用。
本教程将介绍几个具有代表性的量子科技在生物传感中的创新应用。
首先,量子点探针作为一种新型的荧光标记物质,在生物传感中得到了广泛的应用。
量子点是一种具有特殊结构和光学性质的纳米颗粒,其具有较窄的荧光发射峰、长寿命和较高的抗光漂性能。
这些特点使得量子点探针能够用于实现高灵敏度的生物分子检测。
例如,在癌症早期诊断中,我们可以利用表面修饰的量子点来选择性地结合癌细胞标记物,并通过荧光信号来实现早期癌症细胞的快速、准确检测。
其次,量子磁共振(QMR)技术是一种利用量子效应进行高灵敏度生物分子检测的方法。
QMR技术通过在磁共振系统中引入量子比特来实现对样品中目标分子的检测。
与传统的磁共振技术相比,QMR技术具有更高的灵敏度和更快的响应速度。
这使得QMR技术在生物医学领域中有着广泛的应用前景。
例如,在新冠病毒的检测中,我们可以利用量子磁共振技术快速准确地检测出病毒的存在,并进行进一步的分析和诊断。
此外,量子点纳米磁共振成像(QD-MRI)技术是一种利用量子点标记物进行磁共振成像的技术。
传统的磁共振成像是利用对比剂来增强图像的对比度,然而,对比剂的使用会对人体造成一定的毒副作用。
与传统的对比剂相比,量子点具有较高的稳定性和生物相容性,可以作为替代品用于进行磁共振成像。
通过将量子点标记到特定的生物分子上,我们可以实现对特定生物过程的准确成像,从而帮助了解生物体内的功能和功能。
最后,利用量子纠缠的技术,我们可以实现在生物传感中的安全通信和传输。
电化学发光免疫传感器的研究及应用现状

电化学发光免疫传感器的研究及应用现状摘要:电化学发光免疫技术是将高灵敏度的电化学发光和高特异性的免疫反应相结合的一种交叉学科研究的成果。
电化学发光主要应用在免疫系统、生物酶等方面的研究,而电化学发光免疫传感器在临床领域中有较明显的成果。
因此,本文将从电化学发光免疫传感器的研究和应用现状两个方面,对电化学发光免疫传感器进行进一步的研究,尤其在医学方面能够有更多突破,实现在更多领域中的应用。
关键词:电化学发光;免疫传感器;研究;应用现状;一、电化学发光免疫传感器的概念(一)电化学发光的概念电化学发光即电致化学发光,是一种通过在电极上施加一定电压,用来引发物质在电极表面进行电化学反应,反应产生的能量激发发光物质由基态迁移到激发态,处于激发态的物质不稳定会返回基态,在这一过程中会伴随光信号产生,产生光信号后通过光/电转换器,将光信号转换成电信号,来实现对目标物的检测。
ECL分析法不仅具有仪器简单,灵敏度高,还具有试剂用量少、时空可控性强等优点,现阶段,电化学发光技术已广泛应用于免疫分析、生物分子和其他生物分子检测中。
(二)免疫传感器的概念免疫传感器是一种将高特异性的免疫反应和高超的物理转换器结合起来的一种分析类器件。
由于免疫反应具有强的特异性,加之物理转换器的高的灵敏度,使得免疫传感器也成为一种有效检测样品的方法,受到人们的热切关注。
目前,免疫传感器也已经广泛地应用于临床医学检测等领域。
(三)电化学发光免疫传感器的概念电化学发光免疫传感器是一种将电化学发光与免疫传感器结合起来的一种具有很高免疫特性的一种装置。
利用电化学发光的高灵敏度的传感技术,再结合特异性免疫反应,最终可以达到一种对临床中微量物质进行定量的检测。
二、电化学发光免疫传感器的研究及应用电化学发光免疫传感器是将抗体或者抗原通过一定方式负载在电极上作为识别探针,当抗体与抗原发生特异性反应后,其产生的复合物与电化学发光信号之间建立一定关系,然后通过光电转换器,将光信号转换成电信号,从而对目标物进行检测。
新型电化学传感器的研究与应用

新型电化学传感器的研究与应用电化学传感器是一种基于电化学反应过程来实现信号转换和检测的传感器。
近年来,新型的电化学传感器普遍得到了越来越广泛的研究和应用。
本文将从电化学传感器的基本原理、新型电化学传感器的种类、新型电化学传感器的研究和应用等方面进行探讨。
电化学传感器的基本原理电化学传感器是一种通过测量电化学反应过程中产生的电流或电势来检测化学物质的质量或浓度的传感器。
它主要由电化学电极、电子传输器和信号转换器三个部分组成。
电化学电极是电化学传感器的核心部分,它能够在化学反应过程中产生电流或电势信号。
电子传输器则是用来传输电极产生的电信号,以促成整个传感器的工作。
信号转换器则是将电信号转换成人类能够识别的物理量,例如电压、电流、频率等等。
基于电化学传感器的原理,传感器能够非常准确和灵敏地检测化学物质的存在并且测量它们的浓度或其他属性。
这种传感器广泛应用于医疗、环保、食品加工、航空航天等领域。
新型电化学传感器的种类在早期的电化学传感器中,大多数传感器是基于氧气、二氧化碳等气体浓度的检测实现的,并且它们需要复杂的电化学操作和仪器。
随着技术的发展,新型的电化学传感器也随之涌现,这些传感器在各个领域中都发挥着重要的作用。
1. 无机电化学传感器无机电化学传感器基于无机化合物或离子的电化学反应,因此它们能够检测出水中的重金属离子、氨气、氰化物等。
无机电化学传感器具有检测灵敏度高、特异性强、反应速度快、抗干扰能力强等优点。
2. 生物传感器生物传感器是一种基于生物技术的传感器,能够检测出特定的生物分子,如蛋白质、核酸、酶等。
生物传感器通常采用酶、抗体等生物体作为生物识别元件,并且它们能够高度灵敏和选择性地检测出化合物浓度。
3. 有机电化学传感器有机电化学传感器的传感元件是基于有机物质的电化学反应,比如,传感器可以检测出溶液中的有机物质浓度、显影剂浓度、污水中有机物浓度等。
这种传感器也具有灵敏度高、响应速度快、特异性强等优点。
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第二章基于新型量子点多功能探针的电化学传感器1引言在过去的十年,量子点由于其独特的性质和在生物医学的应用而引起人们越来越高的研究兴趣[1]。
自从硅量子点的电致化学发光(ECL)被Bard[2]首次发现后,半导体纳米材料的ECL得到了很大的关注[3,4,5],基于QD的ECL分析技术已经迅速发展到许多领域[6,7,8]。
在众多的DNA检测技术中,电致化学发光技术具有很多优势,如成本低廉,分析范围广,背景信号低,灵敏度高等,已经广泛应用于生物传感器[9,10,11]。
而且,适体作为单链核酸可以与蛋白质分子或靶细胞特异性结合,近几年,量子点ECL也应用于目标适体检测[12-16]。
然而,基于量子点的ECL信号还不高,迫切需要探索新技术增强量子点的ECL信号。
Dendrimers是高度分支的树枝状大分子,末端具有很多官能团,容易功能化[17,18]。
据报道,树枝状聚合物纳米簇已经合成,并应用于肿瘤细胞的活体检测[19]。
而且,树枝状高分子/ CdSe-ZnS量子点纳米结构也被应用于癌细胞的ECL检测中[20]。
DNA杂交检测在分子生物学、疾病诊断、基因表达研究等领域非常重要[21]。
而且,癌症是当今最紧迫的影响健康的问题。
根据报道,对癌细胞的灵敏监测能提供一种监控疾病发展的简单和有效的方法[22-24]。
因此,研究对癌细胞精确和灵敏的识别和检测对癌症的诊断和治疗具有非常重要的作用。
值得注意的是,近几年基于适体对肿瘤细胞的特异性识别和检测技术已经成为热点研究领域[25-27]。
因此,我们提出了用树枝状量子点纳米簇作为多功能探针,通过电化学和电致化学发光技术检测DNA和癌细胞。
CNTs/ 金纳米粒子以其表面积大、稳定性高、生物活性好等优势成为了固定生物分子的一种可靠的放大平台。
特别是dendrimer/QDs 纳米簇作为信号放大探针应用于电致化学发光和电化学检测DNA和细胞的方法中。
而且,利用磁性纳米粒子固定细胞适体,极大简化了分离过程。
本文提供了一种高灵敏度,高选择性,简便、低损耗的精确检测DNA 和癌细胞的方法和技术。
2实验部分2.1 材料和仪器2.1.1材料所有合成的寡核苷酸均从上海生工生物工程技术服务有限公司(中国)购买。
寡核苷酸的序列如下:表2-1 方案1的DNA序列Table 2-1 The Sequences of the DNA in Scheme 1氧化镉(CdO, 99.99%),醋酸镉(99.9%, powder),硒粉(99.9%, powder), 硫磺(99.9%, powder), 三辛基磷(TOP, 90%), 油酸(OA, 90%), 1-十八烯(ODE, 90%),巯基丙酸(MPA, 99.8%) 和6-巯基-1-己醇(MCH) 是从Aldrich公司购买的。
第五代树枝状高分子聚合物(ethylenediamine core, generation 5)溶剂从Sigma-Aldrich (上海) 贸易有限公司购买的。
乙基-(3-二甲基丙基)碳二亚胺盐酸(EDC)从Sigma购买的。
Fe3O4-Au核壳磁性纳米粒子(MNPs,Fe3O4@Au) (~50 nm)从陕西Lifegen有限公司购买的。
羧基修饰的磁性纳米粒子(~500 nm, 10 mg/mL)和磁力架从天津市倍思乐色谱技术开发中心购买的。
多壁碳纳米管(CNTs, CVD method, purity >95%, diameter 30–60 nm, length 0.5–15 μm)从国药化学试剂公司购买的。
氯金酸(HAuCl4)和柠檬酸三钠从上海试剂公司购买的。
所有的其他试剂均为分析纯。
所有实验均用二次水。
多种pH值的磷酸盐缓冲溶液(PBS, 0.1 M)通过混合不同量的NaH2PO4 and Na2HPO4原液。
细胞:Ramos 细胞和CEM细胞都是从中国医学科学院购买。
细胞是在补充了10 %胎牛血清(FBS)和100 IU/mL青霉素- 链霉素的RPMI 1640培养基中进行培养。
在每次实验前,用细胞计数器对细胞密度进行测定。
之后,大约一百万细胞分散到RPMI 1640细胞培养基缓冲液中,在3000 rpm下离心5分钟, 三次分散到培养基后,分散到1 mL的细胞缓冲液中。
整个过程,细胞保持在冰浴4 ºC.2.1.2实验装置电化学和电致化学发光信号是用MPI-A电致化学发光分析仪(西安瑞迈电子科技公司),采用三电极系统测得的。
金电极作为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,Pt电极为对电极。
检测过程中,光电倍增管(PMT)的光波长为200-800V,光电倍增管电压为500–800V。
电化学阻抗谱(EIS)用CHI 660C电化学工作站(上海辰华仪器公司,中国),使用与ECL检测相同的三电极系统。
透射电子显微镜图(TEM)是用JEOL JSM-6700F型仪器(日立)记录的。
光致发光谱(PL)是用RF-540型分光光度计(岛津)测得。
场发射扫描电子显微镜(FE- SEM)用JEOL JSM-6700F。
2.2 CdSe-CdS量子点的合成根据文献[28-29],0.0514 g of CdO,1.066 g 的醋酸镉, 17.6 mmol 油酸和20 mL 十八烯放入到250 ml的圆底烧瓶中。
将混合物加热到150 °C,通氮气除气,进一步加热到300 °C。
在这个温度下,将事先准备好的溶液迅速注射到反应的烧瓶中。
溶液是将0.0315 g 硒粉和0.128 g 硫粉溶解到3mL的三辛基磷中。
注射后,反应烧瓶的温度控制在300 °C保持4~5分钟,然后冷却到室温。
合成的量子点加入20 mL氯仿和过量的丙酮纯化3次,最终重新溶解到甲苯溶液中。
2.3可溶于水的量子点的制备根据文献[30]用巯基丙酸(MPA)替换附着在量子点表面油酸的方法如下:取10 mL分散在氯仿中的量子点加入到100 mL的圆底烧瓶中,向溶液中加入2 mL巯基丙酸。
获得的反应混合物加热到60 o C 1小时,冷却至室温。
用离心机6000 rpm 将包裹巯基丙酸的量子点离心分离出来,用氯仿纯化两次,最终溶解到10 mL pH= 8的二次水中,这样就获得了可溶于水的量子点。
2.4制备PAMAM dendrimer NCs/CdSe-CdS QD-DNA探针根据文献[31]将树枝状纳米簇准备好。
取200μL 2mg/ml 的PAMAM 大分子,通过加入200 μL NHS-PEG-NHS (250 mM 溶解于DMSO)交联6个小时,未交联上的聚合物通过多次洗涤清除。
然后,向100 μL 量子点溶液(pH=7.4 PBS)中加入0.1 M EDC (50 μL) 和0.025 M NHS (50 μL),对量子点活化1小时。
活化好的量子点溶液与树枝状纳米簇溶液按照3:1的比例进行混合,反应至少2小时后,用离心机4000 rpm离心5分钟。
移去上清液,沉淀再次溶解到200 μL PBS 中。
接着,将200 μL 1.0 × 10-6 M 生物条码DNA (bbc)-DNA和20 μL 1.0 × 10-6 M 探针DNA加入到混合溶液中,温和的搅拌,在37 o C下孵育过夜。
2.5制备可溶性PDDA-CNTs碳纳米管(CNTs)采用在硫酸和硝酸3:1的混合物中超声搅拌3小时的化学方法制得。
获得的CNTs通过离心分离,用蒸馏水反复洗涤,直到pH值为7。
将0.5 mg/mL CNTs 溶解于含0.5 M NaCl 的0.25% PDDA 水溶液中,超声30分钟进行分散,最终获得均匀的黑色悬浊液。
2.6制备用于DNA检测的ECL传感器用于ECL检测DNA和细胞的dendrimer NCs/CdSe-CdS QD探针的制备原理和步骤如下图:图2-1 dendrimer NCs/CdSe-CdS QD探针的制备示意图Figure 2-1 Schematic fabrication procedure of the dendrimer NCs/CdSe-CdS QD probe在砂纸上将金电极(直径为4 mm)用1.0-, 0.3- 和0.05-μm的α-Al2O3抛光粉抛光,用二次蒸馏水冲洗后,进行超声处理。
在电极修饰之前,将裸金电极在0.5 M的硫酸溶液中,在电压–0.2 至 1.5 V之间进行扫描,直到出现稳定的、可重复的循环伏安峰为止。
然后依次用无水乙醇、二次水彻底冲洗电极表面,并用氮气吹干。
接着,将电极沉浸于GNPs溶液中30分钟。
用氮气吹干后,将电极沉浸在1.0× 10-6 M 巯基修饰的cDNA溶液中,室温下过夜,然后在1 mM MCH 溶液中沉浸1.5小时,来封住未被覆盖的金电极表面,从而避免可能发生的非特异性结合。
三明治式的杂交按照以下两步进行操作:首先,修饰了cDNA-的金电极在适当浓度的tDNA溶液中37 °C孵育1.5小时,用0.1 M PBS作为缓冲溶液。
然后,将修饰了tDNA/cDNA/Au的电极拿出来,沉浸在包含有dendrimer NCs-QDs探针的0.1 M PBS缓冲液中,37 °C孵育1小时,这样就得到了用tDNA 制备的三明治结构。
在每一次杂交步骤后,电极都要用0.1 M PBS缓冲溶液进行冲洗,除去非特异性吸附的序列,然后进行ECL测量,检测DNA的浓度。
2.7 ECL 检测将修饰好的电极放入到0.1 M K2S2O8和0.1 M KCl溶液的0.1 M PBS (pH 7.4)中,在0-1.5 V的电压范围内进行扫描。
测量ECL信号与DNA浓度的关系。
2.8 MNPs-probe 生物复合物的制备首先,取20 μL 的Fe3O4@Au MNPs加入到1.5 mL微量离心管中,用500 μL PBS缓冲溶液冲洗三次。
第二,将MNPs分散到pH 为7.4的PBS缓冲溶液中,取50 μL of 1.0 × 10-6 M巯基修饰的适体加入其中。
巯基修饰的适体在加入到Fe3O4@Au之前用TCEP (10 mM)活化1小时。
在室温下轻轻震荡16小时后,适体-Fe3O4@Au共轭物再在溶液(0.3 M NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8.2)中老化24小时。
多余的试剂用磁力架清除,接下来加入100 μL dendrimers-QDs-DNA 探针溶液,37o C下孵育2小时即可得到MNPs-探针生物复合物。
2.9细胞的电化学实验MNPs-探针生物复合物放到100 μL含有不同数量细胞的PBS溶液中,室温下孵育50分钟。
接着,从MNPs-探针生物复合物上解除的dendrimer NCs/QDs-探针通过磁力架从溶液中分离出来,用电化学的方法进行检测。