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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
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。基于该精巧体系，Ni2?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。
关键词： 电化学发光、N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺、自清洁、Cu?O-Au、纸基器件、重金属离子
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于细菌功能化金纳米粒子矩阵的光纤传感器用于监测水中重金属污染
摘要： 本研究探索了利用大肠杆菌B40菌株作为基于局部表面等离子体共振（LSPR）生物传感器的潜在受体，用于检测水中的重金属离子（汞Hg2+和镉Cd2+）。通过沉积两层带相反电荷的聚电解质，将大肠杆菌B40菌株固定在金纳米颗粒（AuNP）包被的光纤探针上。将固定有细菌的传感器探针置于不同浓度（0.5 ppb至2000 ppb）的Hg2+和Cd2+离子中进行测试。这些金属离子与细菌细胞表面的巯基及其他官能团相互作用，导致AuNP包被传感器探针周围折射率发生变化，从而调节传感器响应。通过在去离子水和自来水中添加金属离子进行检测，测得检测限为0.5 ppb。该传感器可在10分钟内从小样本（<1 ml）中检测出重金属离子，并对重金属离子表现出优于其他过渡金属离子的良好选择性。以半胱氨酸等氨基酸作为受体的对照研究显示，其灵敏度低于本方案采用的细菌细胞方法。
关键词： 聚电解质、光纤传感器、细菌、金纳米粒子、重金属离子、局域表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于简单结构自组装氧化石墨烯的重金属离子传感器制备与表征
摘要： 通过采用GO/Au/FR4基底构型，开发出了结构简单且高鲁棒性的重金属传感器。本研究展示了一种自主研制的以氧化石墨烯(GO)为传感元件的重金属离子传感器(HMS)的传感特性。该HMS采用三电极构型架构，使用浓度范围为0.1至1 mg/ml的不同浓度GO作为传感介质。工作电极表面通过滴涂技术修饰GO。研究选用铅(Pb)、汞(Hg)和镉(Cd)等多种重金属离子，其浓度按世界卫生组织规定的最大暴露限值配制：Pb(10 ppm)、Hg(1 ppm)和Cd(5 ppm)。当传感器暴露于10 ppm铅时，其传感性能与GO浓度呈正比。使用1 mg/ml GO进行选择性测试时，传感器对10 ppm Pb表现出最高灵敏度(约1666.6%)，其次为5 ppm Cd(约512.8%)，而1 ppm Hg的检测响应最低(约10.5%)，这表明GO对铅离子的检测具有更高亲和力。
关键词： 氧化石墨烯、传感器与工作电极、电化学、叉指电极、重金属离子
更新于2025-09-12 10:27:22
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水相合成氧化锡量子点的荧光特性及其对污染水中重金属离子的检测
摘要： 通过简单的水解和氧化过程，在水溶液中合成了氧化锡量子点。形貌观测显示量子点平均粒径为2.23纳米。结构与成分表征证实其为金红石相SnO?。利用量子点的荧光光谱检测Cd2?、Fe3?、Ni2?和Pb2?等重金属离子时，引发了光致发光猝灭效应。该量子点对100 ppm Ni2?表现出2.48的响应值。所制备的SnO?量子点在检测污染水体（包括去离子水、含Fe3?的去离子水、再生水和海水）中的重金属离子方面展现出应用前景，其中Ni2?检测的最低检出限低至0.01 ppm?；诿芏确汉砺鄣牡谝恍栽砑扑惚砻?，荧光响应与重金属离子的吸附能及离子半径相关。通过分析Sn空位与Ni2?离子的相互作用探讨了荧光响应机制，在对数坐标中获得荧光发射强度与Ni2?浓度的线性相关性?；钚許n空位的密度是决定SnO?量子点对重金属离子荧光响应的关键因素。
关键词： 重金属离子、氧化锡、荧光、量子点、传感机制、水污染
更新于2025-09-11 14:15:04
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新型有机-无机杂化荧光微球的合成及其作为Fe(III)、Hg(II)和生物硫醇探针的应用
摘要： 制备了不含典型荧光团的有机-无机杂化荧光微球（OI-FMs）。经120°C烘箱加热处理后（命名为OIFMs-120），其荧光量子产率高达0.7。有趣的是，OI-FMs-120在不同溶剂中表现出差异化的检测性能：在绝对乙醇中可对Fe3?进行定性与定量检测，检测限低至37.8 nM；而在水溶液中则可作为ON-OFF-ON型荧光探针使用——该探针的荧光会被Hg2?猝灭，随后被生物硫醇恢复。在水介质中，其对Hg2?、半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）的检测限分别低至34.9 nM、91.0 nM、0.12 μM和0.13 μM。
关键词： 生物硫醇、重金属离子、非典型荧光团、荧光传感器
更新于2025-09-09 09:28:46
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微藻生物炭衍生的碳点及其在水体系中重金属检测的应用
摘要： 本研究旨在寻求一种耦合解决方案，既管理微藻生物燃料生产过程中产生的大量生物炭，又满足开发新型、经济且精准的重金属检测方法的需求。因此，本研究评估了将微藻生物炭（MAB）转化为碳点（Cdots）并进一步作为水体系中重金属离子传感器的应用。实验阶段包括将MAB转化为微藻生物炭衍生碳点（MAB–Cdots）、MAB–Cdots的表征，以及评估其作为四种重金属离子（Pb2?、Cu2?、Cd2?和Ni2?）检测的转换器性能。MAB–Cdots的荧光在宽pH范围内稳定且抗光漂白，适合作为荧光探针。所有金属离子均会导致MAB–Cdots荧光猝灭，且猝灭程度各异。根据不同离子，通过测量荧光强度降低，MAB–Cdots可检测0.012 μM至2 mM浓度范围内的重金属离子。中性及弱碱性pH条件对Cu2?、Ni2?和Pb2?的猝灭效果最佳。采用线性和对数函数对MAB–Cdots荧光猝灭进行建模以量化重金属离子浓度。研究确定其传感机制具有可逆性且纯属碰撞作用，部分荧光团的可及性较低。本工作证实了从微藻生物炭制备Cdots的可行性，验证了其作为水体系中重金属离子检测转换器的应用，并为开发基于MAB–Cdots的新型传感系统奠定了基础。
关键词： 重金属离子、碳点、可再生纳米材料、猝灭、生物炭、微藻、荧光传感器
更新于2025-09-09 09:28:46