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研究论文
(1)多壁纳米碳管对磷酸铁锂正极材料热稳定性及表面形貌的影响 mária filkusová andrea fedorková renáta
oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová
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(7)第十一届全国新型炭材料学术研讨会征文通知 无
研究论文
(8)氧化硅包覆单壁碳纳米管纳米电缆的制备 张艳丽 侯鹏翔 刘畅
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(13)thc系列耐高温阻燃热固性酚醛树脂 无
研究论文
(14)多壁碳纳米管的对氨基苯磺酸钠修饰及对cu^2+的吸附性能 郑净植 胡建 杜飞鹏
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(19)《新型炭材料》2011年sci影响因子0.914 无
研究论文
(20)磁场处理对ldpe及其碳纳米管复合材料电导特性的影响 韩宝忠 马凤莲 郭文敏 王艳洁 蒋慧
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(25)西安诚瑞科技发展有限公司 高低温炭化炉、液相(气相)沉积炉、石墨化炉 无
研究论文
(26)碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化 马旭莉 孙守斌 王忠德 杨宇娇 郝晓刚 臧杨 张忠林 刘世斌
(33)水辅助化学气相沉积制备定向碳纳米管 刘庭芝 刘勇 多树旺 孙晓刚 黎静
(39)通过高温裂解酚醛树脂制备气体分离用炭膜——裂解温度及臭氧后处理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj
mohammadi ali mohajeri
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(46)纳米植物炭黑 无
研究论文
(47)中孔炭负载二氧化钛光催化剂的制备及降解甲基橙 因博 王际童 徐伟 龙东辉 乔文明 凌立成
(55)co2捕集用具有多级孔结构纳米孔炭的制备 唐志红 韩卓 杨光智 赵斌 沈淑玲 杨俊和
研究简报
(61)高分散性氧化石墨烯基杂化体的制备及其热稳定性增强 张树鹏 宋海欧
(66)相互连接的碳微米球的制备与磁性 文剑锋 庄叶 汤怒江 吕丽娅 钟伟 都有为
(71)碳化物衍生碳涂层的表面划痕织构能降低摩擦 眭剑 吕晋军
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(75)instructions to authors 无
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研究论文
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(14)多壁碳纳米管的对氨基苯磺酸钠修饰及对cu^2+的吸附性能 郑净植 胡建 杜飞鹏
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关键词 功能纳米材料; 生物传感器; 评述
1 引 言
生物传感器(Biosensors)是一门集化学、生物学、医学、物理学、电子技术等诸多学科于一身的交叉学科[1]。近年来, 随着纳米技术(Nanotechnology)和功能纳米材料(Functional nano-materials)的迅速发展, 生物传感器的性能已提高到一个新的水平[2]。基于功能纳米材料的生物传感器呈现出体积更小、检测速度更快、灵敏度更高和可靠性更好等优异性能, 在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境监测以及生物技术、生物芯片等诸多领域有着十分广阔的应用前景[3,4]。 因此, 21世纪的第一个十年被称之为“传感的十载” [5]。在这10年中, 该领域的发展非常迅猛, 平均每年约有2000篇相关论文在国际杂志发表, 2011年度在国际杂志刊载发表的相关论文已超过3000篇,其中包括Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Analytical Chemistry, Angewndte Chemie International Edition, Chemistry-A Europe Journal等知名期刊。国内相关领域的研究紧跟国际发展的步伐, 取得了较好的研究成果, 2011年度国内期刊刊载相关论文60余篇, 其中在《分析化学》和《中国科学:化学》(中英、文版)上近40篇, 在很大程度上推动了国内生命分析学科的发展。
2 基于功能纳米材料的生物传感器的研究现状
不同纳米结构材料的生物功能化是生物传感器研究的主要亮点和重点[6]。国内在该领域的研究发展也十分迅速, 在2011年度中国期刊刊载发表基于功能纳米材料的生物传感器的论文中, 纳米材料结构涉及二维纳米膜[7~18]、一维纳米管[19~31]和零维纳米粒子[32~46], 其中研究工作以零维纳米粒子和二维纳米膜居多;分析对象广泛, 包括DNA、大肠杆菌内毒素、癌胚抗原、氨基酸、葡萄糖、酶、唾液分泌性免疫球蛋白 A、IgG、细胞\, 基因、谷胱甘肽、过氧化氢等;传感器类型有电化学传感器、表面等离子共振(SPR)传感器、石英晶体微天平(QCM)传感器和光学传感器, 其中多数为电化学传感器, 在其它类型传感器方面的探索研究还有待进一步加强。
2.1 二维纳米膜
二维纳米材料中最具代表性的是纳米超薄膜。国内研究利用不同的制备技术(如自组装、电化学聚合及滴涂法),制得不同的纳米超薄膜,建立各种生物传感器。如Zhang等[7]通过静电组装的方式将双链 DNA 膜组装到纳米 SnO2半导体电极上, 然后使用一种DNA双链嵌入剂, 即Ru(bpy)2(dppz)2+作为光电信号分子, 根据电极的光电信号的变化, 研究光电传感器中纳米材料对DNA的损伤, 为纳米材料的毒理学研究奠定了理论基础。刘艳等[9]利用阳离子型聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和功能化的带负电荷的多壁碳纳米管(MWCNTs)及石墨烯(GR)之间的静电吸附, 通过层层自组装的方法在GCE的表面制备了均一、稳定的(PDDA/GR/PDDA/MWNTs)5 多层膜。由于GR和MWCNTs均具有良好的导电性能, 可以提高H2O2的氧化反应中电子传递的能力。该电极对H2O2的氧化显示出较好的电催化活性, 对H2O2响应灵敏度高, 检测范围宽。在此基础上可进一步对膜进行修饰, 如对生物分子的固定, 有望研制出灵敏度更高, 抗干扰性更好的生物传感器。
电化学聚合法在二维膜的制备中因其简单、快速的特性得到广泛应用。张志军等[10]以电化学聚合苯胺(ANI)/邻氨基苯甲酸(OAA), 制得在中性溶液中具有导电性的聚(苯胺-邻氨基苯甲酸)(PAOAA)共聚物膜, 随后负载Cu2+通过配位作用固定过氧化氢酶, 实现了蛋白的有效固定, 并保留了蛋白质的活性, 为传感器表面生物分子的有效固定提供了新途径。张玉雪等[11]利用循环伏安法将新蒸单体吡咯和羧基化WMCNTs聚合到电极表面, 通过生物素-亲和素体系固定探针, 制备了一种电化学DNA 生物传感器, 成功实现了对沙门氏菌毒力基因invA 的特异性基因片段的快速检测, 在食品与环境安全、临床基因诊断、药物筛选分析等领域有很广泛的应用前景。Zhang等[12]在玻碳电极(GCE)表面电聚合了一层邻氨基苯甲酸, 通过共价方法将抗-CEA(Ab1)捕获在聚合物膜表面。固定有Ab1的电极和结合有碱基磷酸酶标记的抗-CEA(Ab1)的金纳米粒子(AuNPs)复合物, 实现了对CEA的双催化信号放大的夹层检测法, 分析灵敏度提高了近百倍, 实现了CEA的高灵敏度电化学检测。
滴涂法也是二维膜材料制备过程中常见的方法之一。汪红梅等[15]依据慢性粒细胞白血病BCR/ABL融合基因的碱基序列, 设计了一种新型发夹结构锁核酸(LNA) 探针, 将该探针滴涂在金电极表面形成一超薄LNA探针膜层, 对慢性粒细胞白血病基因片段表现出良好的电化学响应信号, 有望在临床慢性粒细胞白血病基因的早起诊断中得到应用。
在2011年度国内基于二维功能纳米膜作为分子识别元件在生物传感器中的应用的研究工作中, 二维纳米膜的制备方法多以电聚合和滴涂法为主, 只有很少一部分工作使用自组装的方法制备二维纳米膜。然而, 自组装是目前制造纳米材料最方便、最普遍的途径之一, 特别对于制造结构规则的功能纳米材料, 自组装已经显示出独一无二的优越性。因此, 今后应加强研究自组装功能纳米材料在生物传感器领域中的应用研究。
2.2 一维纳米线、纳米棒和纳米管