新型电化学传感器的研究进展_刘建国

电化学检测技术的新进展

电化学检测技术的新进展随着科学技术的不断发展，电化学检测技术在各个领域的应用也日益广泛。

本文将介绍电化学检测技术的定义和原理，并探讨其在环境监测、生物医药、能源储存和材料分析等领域的新进展。

一、电化学检测技术的定义和原理电化学检测技术是利用电化学方法来测量和分析样品中的化学反应或物理性质的一种技术。

其基本原理是利用电荷转移过程中产生的电流来测量电化学反应的速率和物质浓度。

1. 电化学检测技术的分类电化学检测技术可以分为电位法、电流法和阻抗法等多种分类方法。

其中，电位法主要通过测量电极与电解质界面上的电势差来分析样品中的物质；电流法是通过测量电流的变化来分析和测量样品中的物质浓度；阻抗法则是通过测量交流电路中的电阻和电容来获得样品的电化学信息。

2. 电化学检测技术的基本原理电化学检测技术的基本原理是根据电化学反应中的电子转移和离子传输来测量和分析样品中所含物质的电化学信息。

通过在电解质中放置电极，应用外加电势或电流，观察电极与电解质界面上的电位或电流变化，可以得到目标物质浓度、反应速率等。

二、电化学检测技术在环境监测中的新进展环境监测是电化学检测技术应用的领域之一，其主要目的是监测和评估环境中的有害物质和污染物。

电化学检测技术在环境监测中的新进展主要体现在以下几个方面：1. 无机离子检测电化学检测技术可以通过选择性电极来检测环境中的无机离子，比如重金属离子、氨氮离子等。

近年来，利用新型材料和改进的电极结构，电化学检测技术在无机离子检测方面取得了显著的进展。

2. 有机物污染物检测电化学检测技术在有机物污染物检测方面也有了新的突破。

通过选择性电极和催化剂的应用，可以对有机物污染物进行灵敏和准确的检测，如苯酚、农药等。

3. 环境监测仪器的集成化和便携化近年来，随着微纳技术和电子技术的发展，电化学检测技术的仪器设备越来越趋向于集成化和便携化。

这些小型化的仪器可以更方便地进行现场环境监测，提高监测效率和准确性。

电化学传感器检测植物生长调节剂的研究进展

DOI：10.13822/ki.hxsj.2021007896化学试剂，2021,43(4),458〜465电化学传感器检测植物生长调节剂的研究进展张艳，杜海军*，杜科志，张欣月，艾纪星，胡华丽(贵州民族大学化学工程学院，贵州贵阳550025)摘要：近年来，植物生长调节剂(PGRs)的检测方法备受研究者广泛关注。

由于电化学传感器具有较高的灵敏度和选择性、响应时间短、成本低、方便携带等优点，在现场快速检测中受到研究者的青睐。

从电化学传感器检测PGRs的4个方面进行了总结：1)直接电化学行为传感，主要是通过不同的修饰材料对电极进行增敏，从而实现对具有电化学活性的PGRs进行直接检测；2)电化学生物传感，主要通过酶和抗原抗体对PGRs进行特异性识别；3)光电化学传感，主要是利用具有光催化性能的材料实现对电化学活性较差的PGRs进行光电转化检测；4)分子印迹电化学传感，通过构建能够特异性识别PGRs的聚合物薄膜从而进行专属检测。

同时对电化学传感器现状进行了阐述以及对未来发展趋势进行展望。

关键词：植物生长调节剂；电化学传感器；电化学分析；修饰电极中图分类号：0657.1文献标识码：A文章编号:0258-3283(2021)04-0458-08Progress on the Detection of Plant Growth Regulators by Electrochemical Sensors ZHANG Yan,DU Hai-jun*,DU Ke-zhi, ZHANG Xin-yue,AI Ji-xing,HU Hua-li(School of Chemical Engineering,Guizhou Minzu University,Guiyang550025,China), Huaxue Shiji,2021,43(4),458~465Abstract:In recent years,the detection methods of plant growth regulators(PGRs)have attracted extensive attention.Electrochemical sensors are favored in the field of rapid detection because of their high sensitivity and selectivity,short response time,low cost,and convenient carrying.This work summarizes the four aspects of PGRs detection by electrochemical sensors.(1)Direct electrochemical behavior sensing,which mainly uses different modified materials to sensitize the electrode,so as to realize the direct detection of electrochemically active PGRs.(2)Electrochemical biosensing,PGRs is specifically recognized by enzymes and antigens and antibodies.(3)Photoelectrochemical sensing,which mainly uses materials with photocatalytic properties to achieve photoelectric conversion detection of PGRs with poor electrochemical activity.(4)Molecular imprinting electrochemical sensing,by constructing a polymer film that can specifically recognize PGRs for exclusive detection.And it was explained as well as the future development trends and prospect.Key words:plant growth regulators；electrochemical sensor；electrochemical analysis；modified electrode植物生长调节剂(Plant Growth Regulators, PGRs)包括植物内源激素和人工合成的结构生理特性与植物激素相似的一类物质⑴。

（分析化学专业论文）新型DNA电化学生物传感器的研制及树枝状纳米颗粒在..

５ＩＩｌＩ含５ｍＭＥＤＡＣ的ＰＡＭＡＭ溶液中缓慢搅拌１２小时，ＰＡＭＡＭ浓度为２ｍｇ／ｍｌ。

ＥＤＡＣ是～种偶联化合物１８０，引ｌ，它能促进缩氨酸键的形成。

因此在加入ＥＤＡＣ后，四代ＰＡＭＡＭ与电极表面的连接方式主要是通过ＰＡＭＡＭ外围的氨基和电极表面的羧酸基之间反应形成缩氨酸键。

３．２．５ＤＮＡ探针在ＰＡＭＡＭ修饰电极表面的固定将ＰＡＭＡＭ修饰电极浸入含有２．２５女１０曲Ｍ探针ＤＮＡ的醋酸缓冲溶液５ｈ（ｐＨ５．２），同时加入ＥＤＡＣ使ＥＤＡｃ的最终浓度为５ｍＭ。

在室温下搅拌反应ｌＯ小时。

随后电极分别用醋酸缓冲溶液和二次蒸馏水洗涤５分钟，去除多余ＤＮＡ。

通过上述步骤，ＤＮＡ以５’末端的磷酸基团与ＰＡＭＡＭ外围的氨基反应形成磷酸氨基酯键。

探针ＤＮＡ与ＰＡＭＡＭ的连接如图３．１．所示图３．１ＤＮＡ与ＰＡＭＡＭ修饰电极共价固定过程３．２．６基于ＰＡＭＡＭ修饰的ＤＮＡ电化学生物传感器制备过程基于ＰＡＭＡＭ修饰的ＤＮＡ电化学生物传感器的制备过程如图３－２．所示。

图３．２基于ＰＡＭＡＭ修饰的ＤＮＡ电化学生物传感器制备过程及其在杂交检测中应用示意图３．２．７杂交与电化学检测将探针ＤＮＡ修饰电极放入含有不同浓度目标ＤＮＡ的ＰＢＳ（Ｏ．３Ｍ，ｐ１４７．３）溶液中搅拌３０分钟，温度为３７＊（２。

随后用Ｏ．１％的十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ，ｐｒＩ７．３）洗涤三次，将非特异性吸附的目标ＤＮＡ洗去。

然后放置在含有１．０ｘ１０４Ｍ柔红霉素的ＰＢＳ（Ｏ．１Ｍ，ｐｒＩ７．３）缓冲溶液中，缓慢搅拌５分钟。

在这之后，用０．１％的十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ，ｐＨ７．３）洗涤电极５分钟，去除由于物理吸附而黏附在电极表面的柔红霉素。

对于杂交后的电化学检测，我们采用三电极系统，以杂交后的金电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极。

循环伏安和差分脉冲伏安扫描都在１０ｍＬ电化学检测池中进行。

差分脉冲伏安扫描在ＰＢＳ（Ｏ．１Ｍ，ｐｎ７．３）溶液中进行，电压范围为．０．１０Ｖ至Ｏ．５０ｖ。

电化学DNA传感器研究进展

０前
言
生物样品如血液、清、血器官、液中特定Ｄ体ＮＡ序列的测定在生物医学领域有着非常重要的意义。其测定结果可以用来对遗传性和传染性疾病进行鉴别和检测例如，胞囊纤维症、肉营养失调、状肌镰细胞血症、友病等都是由于正常ＤＮ碱基序列血Ａ的特定变化所引起的１。并且，随着人类基因计划的完成，能基因研究的深入，功进行基因诊断已经逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域电化学ＤＮ传感器正是在这一思想指导下．Ａ
ＲｅｅｒｈｅｏｖｍｅｔｏｌｃｒｃｅｉａｓａｃｖｌｅｎｆｅｅｔｏｈｍｃｌＤＮＡｉｓｎｏｂｏｅｓｒ
ＭＡｉ．ＢＩＹａＬＡｎ，ＬＩＺｏｇｍｌｇＬＩＦｎ￣Ｕｈቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｎ — ｎ２Ｕａｇ
Ａｂｔａｓ￣：ＥｌｃｒｃｅｃｌｒｅｔｈｍｉａｏＤＮＡｋｓｎｅｎｉｄｏｉｓｎ，ｒｗｉｈｎｗｉｅ，ａａｅｃｉｉｎｆａｃｂ￣ｍｒｂｉｇａｋｎｆｂｏｅｓｔｅｄａｈｓｆｒｒａｈｎｓｇｉｃｎｅｅｏｇｉａｄａｐｉａｌａｕｈｔｄｆｃｉｉｌｄｃｎｎｅｅｉｐｑｅｔａｄｈｓｇａｕｌ，ｘｍｅａ）ｉｏｔｎｎｐｌｂｅｖｌｅｉｔｅｓｕｙｏｌｃｃｎｎａｍｅｉｉｅａｄｇｎｔｃｎａｒｄａｌＬｃ）ｔｍＦｒａｔｃｙ￣

电化学免疫传感器在食品安全检测中的研究进展

பைடு நூலகம்
关键词：电化学免疫传感器；食品安全；检测；致病菌；毒素；药物残留
中图分类号：Ｔ２７Ｓ０文献标识码：Ａ文章编号：１０２１（０１００１００６— ５３２１）１— ２６— ７
Ｒｅｅｃｄａｃｔｄｆｅｅｔｏｈｍｉａｍｍｕｏｅｓｓａｒｈａｖｎｅｓｕｙｏｌｃｒｃｅｃｌｉｎｓｎｏｒ
（．Ｌａｎｎｅａｏａｒｆｅｍｎａｏｅｈｏｏｙｃｏｌｆｉｏｉｌ１ｉｏｉｇＫｙＬｂｒｔｙｏｒｅｔｉＴｃｎｌ，ＳｈｏｏｏｇａｏＦｔｎｇＢｌｃ
Ｅｎｉｅｒｎｇｎｅｉｇ，ＤａｉｎＰｏｙｅｈｉｉｅｓｔｌａｌｔｃｎｃＵｎｖｒｉｙ，Ｄａｉｎ１０４；ｌ６３ａ１
ｖｒｅｉｓａｐｉａｉｎｆｌｃｒｃｅｃｌｍｍｕｏｅｓｒｉｅｏｍａｃｎｐｉｚｎｏｄｔｎｎｔｅａａｙｉａｅｌ— ａｉｔｐｌｔｓｏｅｔｏｈｍｉａｅｃｏｅｉｎｓｎｏ，ｔｐｒｒｎｅａｄｏｔｓｆｍｉｉｇｃｎｉｏｓｉｈｎｌｓｓｒｅｉ＇ｐｒｅｒｅｅｔ．Ｅｅｔｃｅｃｍｍｕｏｅｓｒｈｓｍｏｅａｖｎａｅａｔｅｔｏｓｂｃｕｅｔｅａｅｂｔｒｏｔｄｍｏｅｒｃｎｌｙｌｃｒｈｍｉａｉｏｌｎｓｎｏａｒｄａｔｇｓｔｎｏｈｒｍｅｈｄｅａｓｈｙｈｖｅｔｈｅｓｌｃｉｉｎｉｈｒｓｎｉｖｔ．ＴｅｅｏｅｔｅｒｐｌｄｗｄｌｎｆｏａｉｔｎＴｉｐｐｒｉｔｏｕｅｈｌｓｅｅｔｔａｄｈｇｅｅｓｔｉｖｙｉｙｈｒｆｒ，ｈｙａｅａｐｉｉｅｙｉｄｓｎｔｉ．ｈｓａｅｒｄｃｄｔｅｃａ — ｅｏａｏｎｓｃｔｎｏｌｃｒｃｅｃｍｍｕｏｅｓｒａｄｉａｉｐｎｉｌｓＡｃｏｄｎｈｉｅｅｔｎｐｃｉｇｓｇａｓｉｃｎｉａｉｆｅｅｔｏｈｍｉａｉｉｆｏｌｎｓｎｏｎｓｂｓｃｒｃｐｅ．ｔｉｃｒｉｇｔｔｅｄｆｒｎｓｅｔｉｎｌ，ｔａＯｆｉｎｂｉｉｅｎｏｐｔｎｉｌｕｒｎｎｏｄｃａｃｅｄｖｄｄｉｔｏｅｔ，ｃｒｔｄｃｎｕｔｎｅａｅａｒＴｅｐｏｒｓｆｒｓａｃｎｐｌａｉｎｏｌｃｒ— ．ｈｒｇｅｓｏｅｒｈａｄａｐｉｔｆｅｅｔｅｃｏｏ

电化学传感器的构建与应用研究

电化学传感器的构建与应用研究一、前言在现代科技的快速发展中，电化学传感器作为一种重要的检测和监测工具，已经得到了广泛的应用。

电化学传感器能够通过电化学反应转化为电信号，对特定的分析目标进行快速、准确的检测和监测。

本文将重点探讨电化学传感器的构建方法和应用研究。

二、电化学传感器的构建电化学传感器的构建主要包括传感材料的选择、传感器的结构设计以及电化学实验平台的搭建。

传感材料的选择是构建电化学传感器的核心，其性能直接影响传感器的灵敏度、选择性和稳定性。

常用的传感材料包括金属、混合氧化物、纳米材料等。

在选择传感材料时，需要考虑目标分析物的性质和测量需求，以及传感材料的电化学活性和稳定性。

传感器的结构设计是实现传感器功能的关键。

常见的电化学传感器结构包括薄膜传感器、微电极阵列传感器和纳米传感器等。

薄膜传感器是利用传感材料涂覆在电极表面进行检测，具有体积小、响应速度快的优势。

微电极阵列传感器通过阵列化的微电极提高了传感器的灵敏度和选择性。

纳米传感器利用纳米材料的独特性质，可以实现对微量目标分析物的高灵敏度检测。

电化学实验平台的搭建是电化学传感器研究的基础。

包括电化学工作站、电化学电池以及相关的数据采集和分析系统。

电化学工作站可以提供精确的电势控制和电流测量，保证传感器实验的可重复性和准确性。

电化学电池的选择和设计要考虑传感器工作所需的工作电位范围和电流范围。

数据采集和分析系统可以实时监测和分析传感器输出的电信号，提供有效的数据处理和分析方法。

三、电化学传感器的应用研究电化学传感器广泛应用于环境检测、生物医学、食品安全等领域。

以环境检测为例，电化学传感器可以实现对水质中重金属离子、有机物等污染物的快速检测。

通过修饰传感材料的电极表面，使其对目标污染物具有选择性，从而实现对特定污染物的高灵敏度检测。

此外，通过构建微生物传感器，电化学传感器还可以实现对环境中微生物的检测和监测。

在生物医学领域，电化学传感器被广泛应用于疾病的诊断和治疗。

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。

电化学传感器的发展与应用分析

电化学传感器的发展与应用分析近年来，电化学传感技术得到了广泛应用和发展。

该技术利用电极表面发生的化学反应对被检测物进行定量检测或定性分析。

其特点是具有高灵敏度、高选择性、实时分析和易于操作等优点。

本文将详细介绍电化学传感器的发展历程和应用领域。

一、电化学传感器的发展历程电化学传感器的历史可以追溯到19世纪70年代，法国化学家S. I. Bielmann在研究铂电极时发现了极电位随着电极上溶液活性的变化而变化。

这启示了人们利用这种现象来进行化学分析。

20世纪初，英国化学家W.N. Lacey和美国化学家E.E. Somers等人独立发明了玻璃电极和氢电极，为电化学传感器的发展奠定了基础。

20世纪50年代，被广泛应用的玻璃电极和氢电极逐渐被石墨电极和金属电极所取代。

50年代末到60年代初期，电化学传感器以其优良的分析性能和便捷的操作方式在不同领域得到了广泛应用。

70年代以后，化学传感技术的发展带来了新型电化学传感器，如滴定电极、循环伏安电化学传感器等，进一步拓展了电化学传感器的应用领域。

80年代以后，微型化、集成化和智能化等新技术的出现，使得电化学传感器得到更加广泛的应用。

二、电化学传感器的应用领域1. 环境监测电化学传感器在环境监测中的应用主要包括水质监测和大气污染监测。

水质监测方面，电化学传感器被广泛用于水中重金属、有机物和离子等成分的检测，如Cd2+、As3+、Pb2+、Cr3+、Cu2+、Fe3+等。

大气污染监测方面，电化学传感器可用于检测氮氧化物、硫化物、甲醛等有害气体。

此外，电化学传感器还可以应用于土壤污染、垃圾处理和噪声等环境监测领域。

2. 医学卫生电化学传感器在医学卫生领域的应用主要包括血糖监测、心肌梗死诊断、药物检测和神经监测等。

例如，电解质传感器可用于人体电解质成分的监测，电化学免疫传感器可用于诊断疾病和药物检测。

3. 食品安全电化学传感器在食品安全领域的应用主要包括食品中酸碱度、维生素、脂肪酸和残留农药等成分的检测。

基于新型纳米复合材料电化学生物传感器的构建及其分析应用

在电化学生物传感器制备过程中，石墨烯纳米复合材料的应用主要依赖于其高导电性和高比表面积。由于石墨烯具有很高的电导率，它可以为传感器提供优良的电性能，从而提高传感器的灵敏度和响应速度。同时，石墨烯纳米复合材料的大比表面积可
以提供更多的反应位点，从而提高传感器的检测限。
四、优点与应用前景
石墨烯纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用具有许多优点。首先，由于石墨烯的高导电性和高比表面积，使得制备的传感器具有很高的灵敏度和响应速度。其次，石墨烯纳米复合材料与其它材料的复合可以产生协同效应，进一步提高传感器的性
一、引言
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，由于其独特的物理和化学性质，如高导电性、高比表面积和出色的化学稳定性，它在许多领域都展示了巨大的应用潜力。特别是近年来，石墨烯纳米复合材料在电化学生物传感器领域的应用越来越受到。
电化学生物传感器是一种用于检测生物分子或细胞的高灵敏度分析工具，而石墨烯纳米复合材料的应用则使得这些传感器的性能得到了显著提升。
基于新型纳米复合材料电化学生物传感器的构建及其分析应
用
目录
01 一、新型纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用
二、新型纳米复合材
02 料电化学生物传感器的构建方法
03 三、应用案例
04 四、结论
05 参考内容
随着科学技术的发展，电化学生物传感器在各个领域的应用越来越广泛，尤其在医疗诊断、环境监测、食品安全等方面具有至关重要的作用。近年来，新型纳米复合材料的出现为电化学生物传感器的构建及其分析应用带来了革命性的突破。
三、应用案例
下面以检测肿瘤标志物为例，介绍一种基于新型纳米复合材料的电化学生物传感器的构建及其分析应用。

电化学生物传感器原理、发展趋势及应用

电化学生物传感器原理、发展趋势及应用一、电化学生物传感器的检测原理电化学生物传感器（electrochemical biosensor）是指由生物材料作为敏感元件，电极（固体电极、离子选择性电极、气敏电极等）作为转换元件，以电势或电流的变化为特征检测信号的传感器，简称生物电极。

这类传感器发展最早，研究内容十分丰富，并已经得到广泛应用。

电流型传感器主要基于探测生物识别膜或化学反应中的电活性物质，通过固定工作电极的电位提供电活性的电子转移反应驱动力，探测电流随时间的变化。

该电流直接反映了生物分子识别和电子转移反应的速度，即该电流与待测物质的浓度成正比。

电位型传感器将生物识别反应转换为电位信号，该信号与生物识别反应过程中产生或消耗的活性物质浓度对数成正比，从而与待测物质浓度的对数成正比。

电位型离子选择电极的选择性渗透离子导电膜可设计成与待测离子相关的产生电位信号的敏感膜，测试在电流为零的条件下进行。

根据作为敏感元件所用生物材料的不同，电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。

电化学生物传感器具有以下特点：1.适合于对生物体液中的物质活度测定的需要，响应直观，通过计算机联用，可直接读出待测生物物质的浓度或活度。

2.由于其具有分子识别的功能和高选择性，在许多测定中，样品无需复杂处理，操作简便，易于自动化监测，可连续监测患者的血液物质浓度。

3.测定速度快电讯号的输出和测定响应快速，通过与计算机的接口还可进行多成分同时测定。

4.试样用量少可以将敏感探头微型化，只需微升级样品即可完成分析。

如有的K+、Ca2+、Cl-、Na+及CO2分析仪仅需50μl样品，每小时可测100个样品，这为临床检验缩短检测周期提供了条件。

5.可对体内物质直接和动态测量。

将微小探头埋在体内或留置于血管中，可以指示体内物质的变化，有利于床旁或现场检测。

6.灵敏度高例如AFP免疫电极可测定10-8～10-10 g/ml的浓度。