电化学（中英文）

双极电极-电致化学发光技术在生物分析中的应用

吴梅笙，徐静娟*，陈洪渊

2015, 21(1): 1-7. doi:10.13208/j.electrochem.140444

摘要 ( 2400 )

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在微管道两端施加一定的电压时，置于这个电场中的金属或半导体带与溶液的界面电势差达到一定的数值后，就会引起溶液电活性物质在其两端发生氧化还原反应，该金属或半导体带即称为双极电极（BPE）. BPE与电致化学发光（ECL）技术的完美结合有诸多优点，如浓度富集、灵敏度高、成本低、装置轻便且不需要外加光源等，极适合生物分析检测. 本文综述了双极电极-电致化学发光技术在生物分析中的应用，并展望相关发展趋势.

全酶型乙醇/氧气生物燃料电池的构筑及性能研究

严乙铭,毛兰群*

2015, 21(1): 8-12. doi:10.13208/j.electrochem.140445

摘要 ( 1733 )

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本文以乙醇脱氢酶（ADH）和胆红素氧化酶（BOD）为生物催化剂，以碳纳米管为电极材料，构筑了全酶型乙醇/氧气生物燃料电池. 将乙醇脱氢酶负载于单壁碳纳米管（SWCNT）上，采用亚甲基绿（MG）为NADH的电化学催化剂，实现乙醇的生物电化学催化氧化，制备了生物燃料电池ADH/MG/SWCNT/GC的电极（阳极）. 同时，将胆红素氧化酶固定于单壁碳纳米管上，通过其直接电子转移，实现了氧气的生物电化学催化还原，制得生物燃料电池的BOD/SWCNT/GC阴极. 据此构筑了全酶型的无膜生物燃料电池，在空气饱和40 mmol·L^-1乙醇磷酸缓冲溶液中该电池开路电压为0.53 V，最大输出功率密度为11 μW·cm^-2. 以商品化伏特酒作为燃料，该生物燃料电池最大输出功率为3.7 μW·cm^-2.

共反应试剂增强电致化学发光信号生物传感器

王海军，肖丽娟，何颖，蒋欣亚，袁亚利，卓颖，柴雅琴，袁若*

2015, 21(1): 13-21. doi:10.13208/j.electrochem.140439

摘要 ( 1588 )

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在电致化学发光（ECL）生物传感器的构建中，利用共反应试剂促进发光基团的发光效率是一种常见、方便且非常有效的方法. 然而，如何更好地利用共反应试剂使其更加有效地与发光基团作用是提高该类生物传感器灵敏度的重要因素. 本文结合作者课题组部分工作综述了三种共反应试剂放大ECL信号的构建：共反应试剂内置于检测底液；共反应试剂共存于电极表面；酶促生成共反应试剂，并提出了今后ECL信号放大构建的展望.

“金标银染”放大技术的羟基自由基灵敏检测

杨妍，喻鹏，张小华*，陈金华*

2015, 21(1): 22-28. doi:10.13208/j.electrochem.140442

摘要 ( 1845 )

PDF (814KB) ( 1110 )

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本文采用银染增强金纳米粒子（AuNPs）为信号因子，构建了一种新型的灵敏检测羟基自由基（·OH）的DNA电化学传感器. 首先，巯基化的DNA1通过Au—S键自组装于金基底电极表面. 然后，由Fenton反应产生的·OH可引起电极表面DNA1自组装层的氧化损伤裂解，未损伤的DNA1可与功能化AuNPs上的DNA2杂交. 利用AuNPs对银离子的催化还原反应，将银原子沉积在AuNPs的周围，形成一层银外壳，再用差分脉冲伏安法（DPV）技术对沉积的银进行电化学检测，从而实现·OH的定量分析. 研究结果表明, 在最优实验条件下，该传感器检测·OH的线性范围为0.2 ~ 200 μmol·L^-1，检测下限为50 nmol·L^-1. 该传感器有较好的重复性、选择性，并在抗氧化剂抗氧化能力评估方面具有潜在应用价值.

超微电极实时监测植物细胞壁参与调控的单细胞活性氧爆发

刘俊桃，刘艳玲，程治，陈时靖，黄卫华*

2015, 21(1): 29-38. doi:10.13208/j.electrochem.140440

摘要 ( 1320 )

PDF (1307KB) ( 888 )

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植物细胞活性氧爆发在植物的抗病以及信号转导中起着非常重要的作用，植物内活性氧产生及代谢受到复杂而精确的机制调控，从而维持正常的活性氧水平以发挥其生理功能. 然而，在单细胞水平开展活性氧爆发实时监测及其调控机制研究一直受到很大的挑战. 本文以碳纤维微盘电极（CFMDE）为基底电极，利用Nafion的模板效应，采用电化学沉积法制得纳米铂颗粒修饰电极（NPt/Nafion/ CFMDE）；同时采用基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的软光刻技术，制备了一种高效固定植物悬浮细胞的琼脂糖阵列微孔芯片. 使用NPt/Nafion/CFMDE实时监测了单个拟南芥原生质体活性氧爆发，并证明电化学监测活性氧的主要成分为过氧化氢. 在此基础上，采用浅层培养法培养原生质体再生植物细胞壁. 电化学监测结果表明，与单个原生质体相比，植物细胞在受到刺激时释放的过氧化氢量显著降低；然而当采用过氧化物酶抑制剂抑制植物细胞壁上过氧化物酶活性后，植物细胞释放过氧化氢量显著回升. 研究结果表明细胞壁在活性氧爆发过程具有很好的调控功能，可望促进植物细胞活性氧爆发及其调控机制的研究.

酶聚合体电流信号放大多通道电化学免疫传感体系及蛋白肿瘤标志物检测

邓王平，窦艳枝，苏静，郝林，宋世平*，樊春海

2015, 21(1): 39-44. doi:10.13208/j.electrochem.140443

摘要 ( 1348 )

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本文构建了一种基于酶聚合体信号放大的多通道电化学免疫传感体系，并用于肝癌肿瘤标记物甲胎蛋白（AFP）的定量检测. 该传感体系由固定了抗AFP鼠单克隆抗体的多通道丝网印刷电极组成，可捕获肿瘤标记物抗原AFP，进而与抗AFP兔多抗特异性结合形成夹心免疫复合物，然后利用辣根过氧化物酶聚合体偶联的羊抗兔二抗（IgG-polyHRP）与三明治夹心免疫复合物结合，实现电流信号放大. 该体系结合多通道丝网印刷电极及自主研发的多通道电化学检测仪，可同时满足多通道电流信号的检测. 在最优化条件下，该传感体系检测AFP浓度的动态范围为64 pg·mL^-1 ~ 250 ng·mL^-1，最低检测下限为56 pg·mL^-1，具有检测灵敏度高、特异性强、操作简便以及仪器便携等优点.

细胞色素P450酶电化学生物传感器的构建及其药物代谢应用

徐璇，卢菊生，刘松琴*

2015, 21(1): 45-52. doi:10.13208/j.electrochem.140441

摘要 ( 1878 )

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药物代谢过程是药物在体内产生药效和毒性的主要过程，发展廉价、方便、快速、高通量的体外药物代谢研究方法对新药的开发和设计、给药的方法和剂量、临床药物的检测等都有重要的指导意义. 细胞色素P450酶（CYP450酶）在药物的I相反应中起到关键作用，以电极代替辅酶NADPH提供CYP450酶催化反应过程中需要的两个电子，构建CYP450酶电化学生物传感器可实现药物的初步筛选. 大量研究表明，CYP450酶在电极表面合适的固定方法与电极材料可有效提高传感器的检测性能. 本文主要综述近年来CYP450酶电化学生物传感器的构建及其在药物代谢研究方面的应用，并展望其研发前景.

铁酞菁/氮掺杂石墨烯复合物的电化学传感研究

肖静婧，徐慧颖，徐莉，刘宝红*

2015, 21(1): 53-57. doi:10.13208/j.electrochem.140438

摘要 ( 1546 )

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本文用快速简便的方法制备了铁酞菁/氮掺杂石墨烯（FePc/N-G）修饰电极，用于定量检测半胱氨酸. 采用电化学方法对修饰电极的性能进行了表征，结果表明氮掺杂石墨烯负载铁酞菁修饰电极对半胱氨酸具有更宽的线性响应范围和较高的灵敏度.

镁钙合金表面贻贝类吸附蛋白膜的NaIO₄氧化处理及抗腐蚀性能

侯瑞青，蒋平丽，董士刚，林昌健*

2015, 21(1): 58-65. doi:10.13208/j.electrochem.140507

摘要 ( 1813 )

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利用极化曲线及电化学阻抗谱，并结合扫描电镜、原子力显微镜、电子探针显微镜及红外光谱技术研究氧化处理对镁钙合金表面贻贝类吸附蛋白膜层抗蚀性能的影响. 结果表明，在NaIO₄氧化作用下，镁钙合金表面的贻贝吸附蛋白（Mefp-1）膜层由孔状结构转变为网状结构，且趋于均匀致密；未氧化处理的蛋白膜层对镁钙合金的保护作用随时间逐渐增加，而氧化处理的蛋白膜层使镁钙合金的点蚀电位正移，3 d时其腐蚀保护性能达到最佳，浸泡时间延长，膜层的防护性能略有下降.

三维多级孔类石墨烯载三氧化二铁锂离子电池负极材料

张勤伟，李运勇，沈培康*

2015, 21(1): 66-71. doi:10.13208/j.electrochem.140913

摘要 ( 1983 )

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采用简单的水解、热处理方法合成三氧化二铁（Fe₂O₃）负载在三维多级孔类石墨烯（3D HPG）上的复合材料. 3D HPG有效的导电网络有利于负载纳米Fe₂O₃，使其呈均匀分散状态，并有效增强纳米复合物的导电率，提高Fe₂O₃利用率，抑制纳米Fe₂O₃的团聚，从而制得稳定、高性能的锂离子电池负极材料. Fe₂O₃-3D HPG电极在50 mA·g^-1电流密度下首次放电容量达1745 mAh·g^-1，50周期放电容量保持于1095 mAh·g^-1.

基于DNA聚合酶I的新型电化学传感器及其胰腺癌K-ras基因点突变检测

林丽清，赵成飞，蒋周倩，翁少煌，谢晓兰，林新华*

2015, 21(1): 72-77. doi:10.13208/j.electrochem.140725

摘要 ( 1670 )

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本文构建DNA聚合酶I的新型DNA电化学传感器，将捕获探针通过Au—S键固定于Au基底表面，与互补靶序列杂交至点突变前一个碱基，通过DNA聚合酶Ⅰ将dUTP-biotin连接在目标DNA的检测位点，再与avidin-HRP反应，而后测定在TMB溶液中的电化学特性. 结果表明，DNA电化学传感电极的检测电流值与K-ras突变型基因浓度（1.0×10^-15 ~ 1.0×10^-10 mol·L^-1）对数呈良好的线性关系，且灵敏度高，特异性较佳.

钛基金属氧化物电极制备及其氨氮废水降解性能

李雪，薛梦，黄令*，李君涛，孙世刚

2015, 21(1): 78-84. doi:10.13208/j.electrochem.140227

摘要 ( 1909 )

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采用热分解方法制备了4种电极钛基金属氧化物：Ti/SnO₂+Sb₂O₃、Ti/SnO₂+Sb₂O₃/SnO₂+IrO₂、Ti/SnO₂+Sb₂O₃/SnO₂+RuO₂和Ti/SnO₂+Sb₂O₃/SnO₂+CeO₂. X-射线衍射分析表明Ti/SnO₂+Sb₂O₃/SnO₂+CeO₂电极的CeO₂晶体结构完好，连续工作较长时间电极表面没有明显析氧. 使用该电极电解氧化氨氮模拟废水（降解2 h），氨氮模拟废水从高浓度（500 mg·L^-1）降解为较低浓度（180 mg·L^-1），降解效率可达64%，电解活性最佳.

Au/Fe₃O₄/壳聚糖纳米复合物NO₂^-传感电极

董莹，王勇，邢欢欢，屈建莹*

2015, 21(1): 85-90. doi:10.13208/j.electrochem.140620

摘要 ( 1627 )

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以壳聚糖为保护膜、玻碳为基底，用纳米Au和Fe₃O₄磁性纳米粒子构建了新型亚硝酸盐（NO₂^-）传感电极. 实验表明，该传感电极对NO₂^-有良好的电催化氧化活性，NO₂^-浓度(5.0×10^-6 ~ 2.0×10^-3 mol·L^-1)与氧化峰电流之间呈良好的线性关系（R = 0.9996），检出限7.1×10^-7 mol·L^-1, 其灵敏度高、选择性好、重现性好.

刻蚀剂对IrO₂-MnO₂阳极纳米涂层表面形貌及电化学行为的影响

范庆国，叶志国*，孟惠民，卢春民

2015, 21(1): 91-96. doi:10.13208/j.electrochem.140516

摘要 ( 1622 )

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采用传统热分解法制得了不同刻蚀剂（HCl、H₂SO₄、C₂H₂O₄和HF）处理的Ti基IrO₂-MnO₂纳米涂层阳极，使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、循环伏安（CV）及极化技术等观察和研究各纳米涂层阳极表面形貌及其电化学性能. 结果表明，与HCl和C₂H₂O₄刻蚀剂相比，HF和H₂SO₄刻蚀的基底涂层表面IrO₂纳米颗粒更为密集且尺寸更大；H₂SO₄刻蚀处理的Ti基IrO₂-MnO₂阳极电催化活性最佳，HF次之，C₂H₂O₄再次之，HCl最差.

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庄林

2015, 21(1): 97-98.

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