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量子点生物传感器在重金属离子检测中的应用

来源 : www.biosensor1.org   发布时间 : 2016-12-28

随着基于传感器平台的生物传感器技术的进一步发展,将量子点技能整合到生物传感技能中,金属离子是保障人体细胞正常任务、运行的主要环境。重金属离子在体内的浓渡过低或者过高都会导致机体的代谢紊乱,严重者会出现中毒死亡等后果。

量子点生物传感器

量子点生物传感器

研究发现,许多重金属离子( Pb2+,Cd2+,Sn2+和 Hg+) 可与含羧酸化合物的羧基结合,基于这一原理,重金属离子与巯基丙酸表面修饰的量子点共同构建离子型–量子点生物传感器平台,通过电子转移反应对量子点荧光产生猝灭或增强作用,据此可对这些重金属离子进行定性或定量分析。Hosseini 等研究发现,Hg2+可结合到巯基丙酸修饰的CdS的末端羧基上,通过电子转移反应使得量子点的发光强度减弱,利用离子型–量子点生物传感器平台定量分析荧光值的变化,实现对 Hg2+的检测,其检出限可达 0.07 μg/L。然而在实际检测中,该检出限远未达到人们对 Hg2+的痕量检测要求。

因此,Chen等通过在石英晶体表面进行巯基丙酸修饰的CdTe层层自组装,可将检测信号级联放大。自组装则通过二甲基二烯丙基氯化铵( PDDA)的静电“胶水”功能实现。

基于巯基表面修饰原理,夏姣云等将巯基乙酸包被在量子点表面,同时利用巯基乙酸在溶液中的稳定性,在体系中引入过量的巯基乙酸,共同构成巯基乙酸–量子点传感器,可定量分析 Cu2+, Ag2+, Pb2+等重金属离子。

经条件优化后,利用荧光淬灭法检测 Cu2+, Ag2+, Pb2+ 的线性区间分别为2.3~250 μg,3.2~300 μg 和4.3~150 μg,检出限分别为0.28,0.53 和0.35 μg/L。通常,单个量子点生物传感器检测金属离子的选择性较差,如果将多个生物传感器构建成传感器阵列,结合计量学方法,则可提高对金属离子的检测特异性。

采用纳米金和染料组合构成传感器阵列,通过可见光谱检测实现了对金属离子混合体系的模式识别。这种生物传感器阵列已经成为未来重金属离子检测的发展趋势。

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