一、生物传感器及其在环境监测中的应用（论文文献综述）
吴勇剑,张永,苑克磊,刘晓飞[1]（2021）在《海洋环境监测中的生物传感技术》文中指出由于破坏海洋生态系统和环境污染,特别是沿海地区的污染,严重阻碍了经济发展:发展和提高人民的生活水平,甚至威胁到我们的未来生存、环境保护和可持续发展,并已成为一项挑战。特别是在本世纪初下一个保护将在制定国家海洋政策和条例、提供用于预测和预防环境灾害的科学数据方面发挥关键作用,海军陆战队根据海洋污染监测系统,光纤化学与生物探测技术将在融合现代海洋技术与其他技术的最新发展中发挥重要作用。现代化学、发现技术、遥感、生物技术、计算机、通信技术、水声技术、材料科学等相关技术学科都在这一领域。化学和生物学的结合是评估现代海洋环境污染的质量和数量信息的最佳来源,在国家和国际两方面都达成了共识。
徐梦佳[2]（2020）在《基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究》文中提出疾病早期筛查和快速诊断可以帮助患者及早发现病症,辅助判断最佳的治疗时机,制定个性化治疗方案,为实时监测、预后判断、疗效评估提供大量有效信息。目前,对于疾病生物标志物的高灵敏度、高特异性检测已逐渐替代传统侵入式检测手段如活体切片、影像检查等。生物标志物是一类存在于血液、体液或生物组织中可以作为信号分子反映疾病起始和发展的生物化学物质,包括核酸（DNA或RNA）、蛋白质（酶或受体）、糖、小分子代谢物、细胞因子、激素、甚至于整个细胞等,尤其对于恶性肿瘤的风险预测、分类、实时监控、治疗预后等具有极其重大的理论研究价值和应用前景。因此,开发新一代快速、便携、低成本、高灵敏度和高特异性的方法用于生物标志物的检测已成为各大领域的研究热点。核酸生物传感器是一类以核酸（DNA）作为识别元件,利用其对于靶物质的高特异性结合触发一系列生物化学反应,并借助核酸构象改变或信号放大策略,以颜色、荧光、电化学、光热信号等作为输出信号达到高灵敏度检测、细胞成像等目的的传感器。然而,大部分基于DNA作为探针的核酸传感器存在一系列应用瓶颈,如制备成本高、灵敏度低、错检率高、检测时间长、检测设备要求高、受环境影响大、探针易降解等。针对以上问题,本论文围绕利用稳定性高、亲和力强、序列选择性强的肽核酸（PNA）探针,研究了基于PNA探针的生物传感器的构建方法,同时探究了其在疾病标志物检测方面的应用潜能,主要研究内容概述如下:（1）虽然目前已有不少基于PNA探针的生物传感器被成功开发并投入实际应用,但其复杂的探针修饰及标记过程大大提高了检测的成本与人力,以荧光、电化学信号等作为输出信号的传感器又需借助大型精密仪器,限制了其实际应用范围。本工作基于一种菁染料Di SC2（5）能非共价嵌入PNA/DNA双链结构中并发生颜色变化的现象,利用成熟的多肽固相合成技术设计并合成功能化PNA探针,成功将PNA探针作为识别元件构建一种可用于检测活性蛋白质的通用型比色核酸生物传感器,并且以凝血酶为例,借助核酸适体（aptamer）实现了对血清样品中凝血酶的灵敏、可视化检测,同时探究了Di SC2（5）染料分子嵌入PNA/DNA双链结构中的显色机理。（2）本工作首先设计并合成了一条富含嘌呤的PNA探针,通过荧光分子信标技术证实PNA可与两条富含嘧啶的DNA链通过Watson-Crick碱基配对和Hoogsteen碱基配对形成稳定的PNA-DNA2三螺旋结构,首次发现了PNA有别于bis PNA/DNA的另一种杂合方式。菁染料Di SC2（5）作为PNA/DNA双链的颜色指示剂,进一步探究其对PNA-DNA2三螺旋结构的显色效应。与PNA/DNA相比,菁染料Di SC2（5）分子在三螺旋结构中的聚集状态更加稳定。结合以上研究结果,本工作成功利用PNA-DNA2三螺旋结构构建比色核酸传感器,实现了对于高同源性短链肿瘤基因标志物如mi RNA-21的灵敏、高效、便捷、快速、高特异性检测。（3）PNA由于其特殊的骨架结构而具备高度生物稳定性和热稳定性,不易被核酸酶、多肽酶及蛋白酶降解。利用这一特性,本工作将PNA与S1核酸酶相结合,探究ss PNA、PNA/DNA与复合纳米材料氯化血红素-单壁碳纳米管（hemin-SWCNTs）之间相互作用及其调控纳米材料所造成的聚沉效果差异,并利用复合纳米材料对TMB显色底物的催化活性（纳米酶）,将单核苷酸多态性差异转化为颜色信号,开发了一种高特异性检测SNP的方法。研究发现引入PNA/S1酶可有效提高该传感器对于单碱基错配靶标的检测灵敏度和肉眼辨别力,为基于PNA与纳米复合材料相互作用的生物传感器用于疾病快速检测提供了新型设计策略。
刘兰君子[3]（2017）在《新型酶电极研究及其在生物传感和环境检测中的应用》文中研究表明酶生物传感器是以酶分子为识别元件,利用酶的高效高特异性催化等生物特征,实现对酶反应底物、酶反应抑制剂或激活剂等的高灵敏检测的技术。随着科技和工业的迅速发展,环境污染日益严重,污染物排放量日益增加。开发新型酶生物传感器运用于高效检测环境污染物成为生物传感领域的研究前沿之一。本学位论文中,我们简要综述了酶生物传感器的工作原理、制备方法及其应用,并结合重金属离子对酶的抑制作用,研发了系列高性能酶电极及酶抑制型生物传感器并将其应用于酶反应底物及抑制剂等环境污染物的检测。具体工作如下:（1）提出了聚酪氨酸（PTy）-酪氨酸酶（Tyr）-葡萄糖氧化酶（GOx）复合物（PTy-Tyr-GOx）修饰电极的简易制备方法及其对Tyr底物（双酚A和苯酚）、Tyr抑制剂（Cr（Ⅲ））、GOx底物（葡萄糖）和GOx抑制剂(Cr（Ⅵ）传感的应用。以酪氨酸（Ty）为聚合单体,Tyr为催化剂催化氧化Ty聚合的同时包埋Tyr和GOx,将所得酶复合物滴于金电极表面,成功制备了双酶生物传感器并用于葡萄糖、酚类污染物及重金属离子的检测。实验结果表明,所得PTy-Tyr-GOx/Au电极对葡萄糖检测的灵敏度高达146.4 μA mM-1 cm-2,检测下限（LOD）为0.22 μM,线性范围为 1.0 μM～2.3×103 μM;对 Cr（Ⅵ）的 LOD 低至 5 nM,线性范围为0.01～0.12 μM;检测双酚A的灵敏度为2845 μA mM-1 cm-2,LOD 为 16 nM,线性范围为 0.1～12.1 μM;对 Cr（Ⅲ）的 LOD为80 nM,线性范围为0.1～1.0μM。该生物传感器实现了同时对多种物质的高灵敏检测,同时稳定性好、制备及操作简单,有望在葡萄糖、酚类物质及重金属离子检测中广泛应用。（2）以去甲肾上腺素（NE）为聚合单体,在H2O2存在下,利用辣根过氧化物酶（HRP）催化NE氧化聚合的同时包埋HRP和GOx,成功合成了双酶生物聚合物（PNE-GOx-HRP）,藉此构建了双酶生物传感器。实验结果表明,所构建的传感器在5.0×10-4～0.42mM与0.42～3.4 mM两个浓度范围内对葡萄糖均有良好的线性响应关系,灵敏度分别高达628.38 μA mM-1 cm-2和208.85μA mM-1 cm-2,LOD为0.08 μM;对 Cr（Ⅵ）的 LOD 低至 0.2 nM,线性范围为 0.5～6.0 nM;检测H2O2的灵敏度为33.83 μA mM-1 cm-2,LOD为29 μM,线性范围为 0.05～30.15 mM;对 Cr（Ⅲ）的 LOD 为 0.1μM,线性范围为 0.1～3.8μM。所制备的传感器对葡萄糖、H2O2以及重金属离子均具有高灵敏度响应,同时LOD低且抗干扰能力优异。相比常规的生物传感器对单一底物的检测,本文中所制备的传感器实现了对多种物质的检测,相对降低了成本且提高了效率,有望在葡萄糖、H2O2及重金属离子检测中得到广泛应用。（3）基于阳离子聚电解质PDDA的还原性及MWCNTs优良的导电性和高比表面积,通过一步水热法成功合成了 MWCNTs-AuPtPd NPs纳米复合材料。将所合成的复合材料滴干于金电极表面,然后通过静电吸附作用在复合材料修饰金电极表面吸附GOx,构建了性能良好的GOx/MWCNTs-AuPtPd NPs/Au电极。将所制备的酶电极运用于对葡萄糖的检测,灵敏度为74.03μA mM-1cm-2,LOD为2.4μM,线性范围为10 μM～7.0 mM。利用Cr（Ⅵ）和Ag+对GOx活性的抑制作用,所得修饰电极同时实现了对Cr（Ⅵ）和Ag+的检测,对Cr（Ⅵ）的LOD低至8 nM,线性范围在10 nM～110 nM之间。实验结果表明MWCNTs-AuPtPd NPs复合材料为酶分子的固定提供了理想微环境,能够较好保持酶的生物催化活性并促进酶与电极之间的电子传递。
王世朋[4]（2016）在《环境生物监测的现状及发展趋势》文中进行了进一步梳理目前全球面临着严重的环境问题,要解决环境污染问题必须对环境中的污染物的存在状态以及迁移转化规律有全面的了解,环境监测起到至关重要的作用。环境监测方法有许多种,其中生物监测方法在所有的方法中具有连续性、灵敏性、综合长期性等突出的优势。简单阐述了生物监测的传统和现代技术,根据生物监测方法的发展现状以及存在的不足,提出了环境生物监测未来的发展趋势。
顾万通,关健飞,龚雪,杨世君,王继华[5]（2015）在《水环境监测中生物传感器技术的应用与研究》文中进行了进一步梳理水质环境与人们生活密切相关,生物传感器技术在水环境监测中显示了其优越性,它具有选择性好、响应时间短、稳定性好等优点。本文主要介绍了生物传感器的基本组成、分类、特点、工作原理及其在水体环境监测中的应用,并对未来发展进行展望。
李小溪[6]（2015）在《基于贵金属纳米颗粒发展新型生物传感器的研究》文中研究指明贵金属纳米颗粒,尤其是金纳米颗粒和银纳米颗粒,因其具有良好的生物相容性,优良的光学和电学性能,极大的比表面积及表面易修饰性,因而在发展新型生物传感器用于蛋白质等生物分子的生化分析方面具有巨大的优势。同时,贵金属纳米颗粒由于能够与核酸、多肽等新型分子探针发生特定的相互作用,而通过这些分子探针并借助种类丰富的工具酶,可产生丰富多样的序列变换、构象变化、扩增等过程,从而可以实现多种信号的发生和放大,为贵金属纳米颗粒在生化分析及生物传感中的应用提供了良好的契机。在本论文工作中,我们利用金、银等贵金属纳米颗粒对核酸及多肽分子探针与目标物识别后发生的反应进行转化,再通过设计触发、控制核酸及多肽分子探针的酶切循环放大过程,利用纳米颗粒的材料学特性辅助、增强信号放大的效能,实现了蛋白质、核酸及与人类健康密切相关的金属离子等目标物的灵敏检测,甚至实现了在复杂生物样本中对目标物质的稳定检测。具体工作如下:1.基于邻位核酶切割循环控制金纳米颗粒聚集的链霉亲和素检测在论文本部分工作中,我们将基于金纳米颗粒的比色检测体系与核酶参与的邻位效应相结合,并实现了对具有多分子配体的蛋白质如链霉亲和素的检测,因此,不仅设计了基于邻位核酶切割循环的金纳米颗粒比色检测新体系,而且可以应用于多配体蛋白质的检测,同时,该检测体系利用了邻位效应的多配体识别,并巧妙地将这种识别转化成核酶组装,利用组装的核酶本身的切割循环特性控制纳米颗粒的聚集,从而可以引发更强的比色反应。在该部分研究工作中,多配体识别体系的使用大大提高了传感器的特异性和选择性,利用核酶代替蛋白酶类进行切割循环则简化了反应体系并提高了体系的稳定性,而利用邻位效应新的信号放大思路,所提出的蛋白质检测新方法的检测限则可以低至aM。此外,整个反应仅需两步,而且全部在同一溶液体系中进行,无需任何中间清洗步骤,结果明显且可用肉眼观察,达到简单、特异、灵敏地检测蛋白质的要求,具有即时检测的应用前景。再者,通过改变配体,该检测体系有望进一步设计成多配体目标物检测的通用平台。2.基于氧化石墨烯介导的银纳米颗粒原位还原和溶出的伽马谷氨酰转肽酶检测在论文这一部分工作中,我们建立了一种氧化石墨烯介导的、基于银纳米颗粒原位还原和溶出的电化学检测γ-谷氨酰转肽酶新方法。在这一方法中,氧化石墨烯自身的电荷特性被用来直接识别γ-谷氨酰转肽酶催化所引起的电极表面的电荷变化,同时,由于我们还采用了基于氧化石墨烯原位还原的银纳米颗粒合成方法,不仅得到了大量形态均匀的银纳米颗粒,而且这些纳米颗粒大量富集在氧化石墨烯表面,并通过银/氯化银的固态溶出产生明显的电化学信号,因而实现了从氧化石墨烯识别、到银纳米颗粒信号输出及放大的完整过程。该工作采用不经任何化学修饰的氧化石墨烯作为分子识别元件,不仅研究了新型识别元件,而且简化了识别体系,并探索了纳米材料在生物传感器研究中新的应用。另一方面,银纳米颗粒的原位还原方法被应用于生物传感器的构建中,整个过程耗时短,且产物形态良好,大大简化了实验步骤,而银纳米颗粒的固态溶出法检测则可获得很好的输出信号,大大提高了检测的灵敏度。此外,该检测方法在实际样本的检测中也表现了稳定的检测结果,因而具有潜在的生物医学研究及临床检验应用价值。3.基于多肽探针修饰银纳米颗粒的胰蛋白酶检测在论文本部分工作中,我们利用多肽探针修饰银纳米颗粒,从而实现了胰蛋白酶简单、灵敏、特异的比色法检测。在这一工作中,通过合理的多肽序列设计,使其既含有胰蛋白酶底物序列,又可在胰蛋白酶的切割反应中发生电荷变化,而且,通过在银纳米颗粒表面修饰这种多肽探针,使电荷变化改变银纳米颗粒的耐盐性,因此,在一定盐浓度下,银纳米颗粒随胰蛋白酶对底物水解作用的强弱而发生不同程度的聚集,从而实现了对胰蛋白酶的特异性检测。该方法采用银纳米颗粒作为比色法检测的元件,不仅获得了检测范围广（2.5～200 ng/mL）、检测限低（2 ng/mL）的检测结果,进一步证实和拓展了银纳米颗粒在比色法检测中的应用优势,而且,由于该方法利用酶的特异性底物作为多肽探针,因而拓展了多肽探针在生物传感器中的应用范围,提出了多肽探针应用的新方向。我们还将该方法用于人血清和尿液等实际样本中胰蛋白酶的检测,并得到了满意的结果,同时,由于该方法响应快速,成本低廉,检测结果肉眼可见,因此在高通量胰蛋白酶检测以及胰腺炎诊断中具有潜在的应用价值。4.基于银纳米颗粒溶出法与聚合酶链置换反应的microRNA检测MicroRNA不仅是各种细胞活动的重要调控因子,同时也被认为是极具前途的疾病标志物。由于microRNA在血清中含量很低,通常很难准确检测,因此我们利用银纳米颗粒的溶出,并借助聚合酶链置换循环反应,构建了一种超灵敏的microRNA检测方法。首先,我们设计了四条DNA单链用于形成含一个悬垂的茎环结构的四面体DNA纳米结构,然后,将该纳米结构修饰在金电极表面以大幅提高电极表面分子固定的密度、取向的可控性,以及电极表面自组装单层的反应活性,随后,利用银纳米颗粒上修饰DNA所介导的聚合酶链置换反应,以及基于银纳米颗粒的固态Ag/AgCl反应,从而提出了超灵敏的microRNA电化学检测方法,检测限可低至0.4 fM,同时,该方法可区分单碱基错配,且在检测乳腺癌患者microRNA水平时性能良好,表现出极大的临床价值,因而有望在特定疾病的早期诊断和预后评判中发挥作用。5.基于金纳米颗粒与酶切反应双重放大的银离子检测银离子（Ag+）是一种对真菌、病毒、细菌和动物有巨大毒性的重金属离子,因此,监测水或食物资源范围内的Ag+已经成为维护人类健康的一个重要方面。在论文本部分工作中,我们构建了一种基于金纳米颗粒与酶切循环双重信号放大的超灵敏Ag+电化学检测方法。该方法利用了胞嘧啶-Ag+-胞嘧啶之间特异性的相互作用,使本不可配对的DNA单链通过该作用而杂交并结合在一起,形成内切酶的底物,进而被切割,而后释放通过DNA杂交修饰在金电极上的金纳米颗粒。由于酶切反应可以继续循环进行,使更多的金纳米颗粒从电极表面释放,而金纳米颗粒的强导电性和大的比表面积,使这种因Ag+存在而进行的切割反应的响应大大增强,达到双重放大的效果,因此,该方法的检测限可低至470 fM,同时,该方法由于利用了胞嘧啶-Ag+-胞嘧啶的特异性相互作用,具有很高的选择性,可在其他干扰离子存在条件下特异性检测银离子,因此,直接用于饮用水和湖水样本中Ag+的检测,可得到稳定的检测结果,在环境监测中具有很大的应用潜力。此外,借助不同DNA碱基与其他金属离子（如Hg2+、Pb2+）的特异性配对,该方法还有望拓展成为检测多种金属离子的通用平台。
李青,丁世刚[7]（2015）在《生物传感器在环境监测中的应用》文中进行了进一步梳理随着检测技术的不断发展,生物传感器在环境监测中的应用越来越普遍。介绍生物传感器在水环境监测、大气环境监测及其他环境监测中的应用及其应用前景。
曹淑超[8]（2015）在《生物传感器在环境监测中的应用》文中研究说明生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。
袁玲[9]（2014）在《与氧化应激相关的生物分子的电化学传感》文中研究表明近年来氧化应激由于与人体衰老和癌症等疾病密切相关,受到了越来越多的关注。与此同时,与氧化应激相关的生物分子比如丙二醛（MDA）、超氧根阴离子（02·-）、p53和口腔癌基因的检测方法也渐渐被报道。电化学检测因其操作简单、灵敏度高和选择性好等优点成为测定生物分子的一种有效方法。纳米材料因其具有比表面积大和生物相容性好等优点被广泛应用于电化学传感中。本论文选择碳纳米管及钯-金（Pd-Au）合金纳米晶和内切酶来放大电化学信号,使用模拟酶来提高稳定性,构建了与氧化应激相关生物分子的电化学传感器。1.首次构建了一种基于多壁碳纳米管（MWNTs）的免标记电化学生物传感器用来检测MDA。生物传感界面是通过简单的酰胺反应将人体补体因子H （CFH）固定在MWNTs-壳聚糖（CS）上。MDA特异性结合CFH后阻碍了[Fe（CN）6]3-/4的电子传递,从而引起了电流信号的改变。该方法测定MDA的检测限是0.047μmol L-1,线性范围为0.1-90μmol L-1,选择性好,并成功地应用于血清样品中MDA的检测,在癌症的诊断方面具有很大的应用前景。2.使用由Heck反应制备了光聚合材料E-4-（4-甲酰基苯乙烯基）吡啶（Formylstyrylpyridine）并通过紫外光照射可在短时间内固定Mn2P2O7,合成了多层片状的Mn2P2O7作为一种新型超氧化物歧化物酶（SOD）的模拟酶,构建了基于MWNTs/Mn2P2O7-Formylstyrylpyridine的电化学生物传感器来检测02·-。由于Mn2P2O7的高催化性能和MWCNTs/Mn2P2O7-Formylstyrylpyridine复合膜界面快速的电子传递功能,该生物传感器可以很好的固定细胞并检测细胞释放的02·-,这对于细胞监测和与氧化应激相关的疾病的诊断具有潜在的应用价值。3.使用Pd-Au合金纳米晶作为载体固定探针DNA,运用限制性内切酶N.BstNBI特异性识别双链DNA特定序列,以血红素/G四联体作为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化酶和辣根过氧化物酶（HRP）的模拟酶,构建了高灵敏的电化学传感器来检测p53及口腔癌基因。此方法是首先将探针DNA与辅助DNA部分互补配对,再利用目标DNA与辅助DNA绝大部分碱基互补配对,使探针DNA恢复成单链DNA。接着使用N.BstNB I对脱落电极的双链目标DNA和辅助DNA中的特定序列进行剪切,使目标DNA恢复成单链,再次与电极上的辅助DNA互补配对。如此循环,最终使更多的探针DNA恢复成单链并与血红素反应形成血红素/G四联体。以硫堇为电子媒介体,血红素/G四联体催化由NADH在O2存在下产成的H202的还原,产生电化学信号。替换辅助DNA就可以实现对不同目标DNA的检测,因此该检测方法具有普适性。基于以上原理设计的DNA电化学传感器灵敏度高、线性范围宽并能很好地识别单碱基错配,为以后癌症的诊断和预防提供了一种新方法。
娄童芳,邢欢欢,屈建莹[10]（2013）在《电化学生物传感器在环境监测中的应用及发展前景》文中研究表明简要介绍了电化学生物传感器的工作原理,重点论述了电化学生物传感器在环境监测领域的应用及其研究进展,主要包括水环境污染物和大气污染物的监测,以及农药残留的监测等.同时,对电化学生物传感器的发展方向及前景进行了展望.
二、生物传感器及其在环境监测中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、生物传感器及其在环境监测中的应用（论文提纲范文）
（1）海洋环境监测中的生物传感技术（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 生物传感技术的发展 |
| 2 生物传感技术在检测中的具体体现 |
| 2.1 营养盐的检测 |
| 2.2 生物物种检测 |
| 2.3 污染物的检测 |
| 2.4 发光菌水污染监测传感器 |
| 3 生物传感技术在环境监测中的具体应用 |
| 3.1 生物传感技术应用有毒物质的检测 |
| 3.2 农药检验 |
| 3.3 表面活性物质检查 |
| 3.4 微生物数量检测 |
| 4 结束语 |
（2）基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 疾病早期诊断生物标志物 |
| 1.2.1 DNA标志物与肿瘤的研究进展及检测技术 |
| 1.2.2 RNA标志物与肿瘤的研究进展及检测技术 |
| 1.2.3 活性蛋白与疾病的研究进展及检测技术 |
| 1.3 核酸生物传感器概述 |
| 1.3.1 构建原理与分类 |
| 1.3.2 研究进展与应用 |
| 1.4 肽核酸(PNA) |
| 1.4.1 PNA概述 |
| 1.4.2 PNA的结构与特性 |
| 1.4.3 PNA的合成与表征 |
| 1.4.4 PNA的杂交特性 |
| 1.4.5 功能PNA探针的设计原则 |
| 1.4.6 功能PNA探针的标记及修饰 |
| 1.5 PNA的研究现状与应用 |
| 1.5.1 基于功能PNA探针传感检测技术在疾病标志物诊断中的应用 |
| 1.5.2 基于功能PNA探针传感检测技术在细菌及食品安全监测中的应用 |
| 1.5.3 PNA在分子生物学研究中的应用 |
| 1.5.4 PNA在疾病诊疗中的应用 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于PNA探针和菁染料复合体系构建的比色传感器用于凝血酶的区分检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与材料 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 PNA探针的制备方法与合成步骤 |
| 2.2.4 PNA探针的表征与浓度的测定 |
| 2.2.5 PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物吸光度测定 |
| 2.2.6 凝血酶及其他蛋白质的检测 |
| 2.2.7 胎牛血清中凝血酶样品检测 |
| 2.2.8 圆二色谱测定PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物结构 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 2.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 2.3.3 比色传感器对凝血酶的响应 |
| 2.3.4 检测机理的分析 |
| 2.3.5 实验条件优化 |
| 2.3.6 比色传感器对凝血酶的定量测定 |
| 2.3.7 比色传感器的特异性分析 |
| 2.3.8 比色传感器对实际样品的测定 |
| 2.3.9 PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物结构变化测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于PNA-DNA_2三螺旋分子开关构建比色生物传感器及其在肿瘤细胞mi RNAs检测中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与材料 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 PNA探针的制备、表征与浓度测定 |
| 3.2.4 PNA-DNA_2三螺旋分子开关荧光测定 |
| 3.2.5 PNA-DNA_2·Di SC_2(5)复合物吸光度测定 |
| 3.2.6 Mi RNA-21及其他干扰物的检测 |
| 3.2.7 细胞培养 |
| 3.2.8 细胞中总RNA提取 |
| 3.2.9 实际样品miRNA-21的检测 |
| 3.2.10 PNA-DNA_2三螺旋分子开关对于miRNA-141的响应策略 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 3.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 3.3.3 检测机理的分析 |
| 3.3.4 PNA-DNA_2三螺旋结构验证 |
| 3.3.5 荧光传感器对miRNA-21的响应及定量测定 |
| 3.3.6 比色传感器对miRNA-21的响应 |
| 3.3.7 实验条件优化 |
| 3.3.8 比色传感器对miRNA-21的定量检测 |
| 3.3.9 比色传感器的特异性分析 |
| 3.3.10 比色传感器对实际样品的测定 |
| 3.3.11 比色传感器对miRNA-141的响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于PNA探针和单壁碳纳米管-氯化血红素复合纳米材料构建的比色传感器检测单核苷酸多态性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与材料 |
| 4.2.2 仪器和设备 |
| 4.2.3 PNA探针的制备、表征与浓度测定 |
| 4.2.4 SWCNTs的制备及hemin-SWCNTs复合纳米材料的自组装 |
| 4.2.5 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的表征 |
| 4.2.6 酶动力学实验 |
| 4.2.7 基于S1酶的单核酸多态性检测 |
| 4.2.8 细胞培养及细胞裂解液提取 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 4.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 4.3.3 检测机理的分析 |
| 4.3.4 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的表征 |
| 4.3.5 Hemin-SWCNTs复合纳米材料组装条件优化 |
| 4.3.6 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的催化活力 |
| 4.3.7 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的催化条件优化 |
| 4.3.8 比色传感器对单核苷酸多态性的响应能力 |
| 4.3.9 传感条件优化 |
| 4.3.10 比色传感器特异性探究 |
| 4.3.11 比色传感器检测灵敏度探究 |
| 4.3.12 比色传感器对实际样品的测定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语说明 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）新型酶电极研究及其在生物传感和环境检测中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 酶生物传感器 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 酪氨酸酶生物传感器及其应用 |
| 1.1.3 葡萄糖氧化酶生物传感器及其应用 |
| 1.1.4 辣根过氧化物酶生物传感器及其应用 |
| 1.2 重金属离子的酶抑制分析 |
| 1.2.1 重金属污染 |
| 1.2.2 酶抑制生物传感器及其应用 |
| 1.2.3 酶抑制法检测重金属离子 |
| 1.3 本文构思 |
| 第二章 基于酪氨酸酶催化酪氨酸聚合构建双酶安培传感器实现对多种分析物的传感分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 酶电极的制备及其表征 |
| 2.3.2 PTy-Tyr-GOx/Au传感器优化及其对酚类和Cr(Ⅲ)传感检测 |
| 2.3.3 PTy-Tyr-GOx/Au检测优化及其对葡萄糖和Cr(Ⅵ)传感检测 |
| 2.3.4 抗干扰能力和稳定性考察 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于辣根过氧化物酶催化去甲肾上腺素聚合用于葡萄糖、H_2O_2、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)检测的双酶安培生物传感 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 酶电极的制备及其表征 |
| 3.3.2 PNE-GOx-HRP-PANI/Pt传感器优化及其传感检测 |
| 3.3.3 PNE-GOx-HRP/Pt传感器优化及其传感检测 |
| 3.3.4 抗干扰能力考察 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Au-Pt-Pd三金属纳米复合材料修饰酶传感器的构建及痕量检测Cr(Ⅵ) |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器和试剂 |
| 4.2.2 MWCNTs-AuPtPd NPs复合材料的合成 |
| 4.2.3 酶电极的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 纳米复合材料的表征 |
| 4.3.2 影响酶电极性能的因素 |
| 4.3.3 GOx/MWCNTs-AuPtPd NPs/Au电极生物传感性能 |
| 4.3.4 抗干扰能力考察 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的相关论文 |
| 致谢 |
（4）环境生物监测的现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 环境生物监测的优点 |
| 3 传统生物监测技术 |
| 3.1 土壤污染生物监测的应用 |
| 3.2 大气污染生物监测的应用 |
| 3.3 水体污染生物监测的应用 |
| 4 现代生物监测技术 |
| 4.1 生物传感器 |
| 4.2 生物芯片 |
| 4.3 聚合酶链式反应技术 |
| 4.4 环境微生物群落多样性分析技术 |
| 4.4.1 微生物平板纯培养 |
| 4.4.2 磷酸脂肪酸(PLFA) |
| 4.4.3 分子生物学方法 |
| (1)变性梯度凝胶电泳(DGGE) |
| (2)原位荧光杂交技术(FISH) |
| (3)末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP) |
| (4)下一代测序技术(Next Generation Dequencing,NGS) |
| 4.5 彗星试验 |
| 4.6 生物酶技术 |
| 4.6.1 酶抑制技术 |
| 4.6.2 酶免疫技术 |
| 5 环境生物监测的发展趋势 |
| 6 结语 |
（5）水环境监测中生物传感器技术的应用与研究（论文提纲范文）
| 1 生物传感器的基本组成、类型及特点 |
| 1.1 生物传感器的基本组成 |
| 1.2 生物传感器的类型 |
| 1.3生物传感器的特点 |
| 2 生物传感器在水体环境监测中的应用 |
| 2.1 对水体环境中BOD的监测 |
| 2.2 对水体环境中苯酚类化合物的监测 |
| 2.3 对水体中重金属的监测 |
| 3 展望 |
（6）基于贵金属纳米颗粒发展新型生物传感器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 论文的主要创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 贵金属纳米颗粒 |
| 1.2 生物传感器 |
| 1.3 贵金属纳米颗粒在生物传感器中的应用 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 1.5 参考文献 |
| 第二章 基于邻位核酶切割循环控制金纳米颗粒聚集的链霉亲和素检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.4 结论 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 基于氧化石墨烯介导的银纳米颗粒原位还原和溶出的伽马谷氨酰转肽酶检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.4 结论 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 基于多肽探针修饰银纳米颗粒的胰蛋白酶检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.4 结论 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 基于银纳米颗粒溶出法与聚合酶链置换反应的microRNA检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 结论 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 基于金纳米颗粒与酶切反应双重放大的银离子检测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.4 结论 |
| 6.5 参考文献 |
| 全文总结与展望 |
| 已发表与待发表论文 |
| 致谢 |
（8）生物传感器在环境监测中的应用（论文提纲范文）
| 1 生物传感器在水环境监测中的应用 |
| 1.1 用于生化需氧量的监测 |
| 1.2 用于酚类化合物的监测 |
| 1.3 用于表面活性剂的监测 |
| 2 生物传感器在大气环境监测中的应用 |
| 2.1 检测 CO2 |
| 2.2 检测 NH3 |
| 2.3 检测 SO2 |
| 3 生物传感器在其他环境监测中的应用 |
| 3.1 检测重金属离子 |
| 3.2 检测诱变物 |
| 3.3 检测污染物毒性 |
| 3.4 测定环境激素类污染物 |
| 4 生物传感器的发展前景 |
（9）与氧化应激相关的生物分子的电化学传感（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 氧化应激及与其相关的生物分子 |
| 1.1.1 氧化应激简介 |
| 1.1.2 MDA |
| 1.1.3 O_2~(·-) |
| 1.1.4 p53基因 |
| 1.2 电化学生物传感器 |
| 1.2.1 电化学生物传感器简介 |
| 1.2.2 生物分子的固定 |
| 1.2.3 电化学生物传感器的分类 |
| 1.3 纳米材料在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.3.1 碳纳米管在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.3.2 金属纳米材料在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.4 模拟酶在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.4.1 纳米尺寸的模拟酶在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.4.2 超分子结构的模拟酶在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.4.3 其它材料作为模拟酶在电化学生物传感器中的应用 |
| 1.5 本论文指导思想 |
| 第2章 基于多壁碳纳米管的电化学生物传感器检测丙二醛 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂和材料 |
| 2.2.2 仪器和方法 |
| 2.2.3 多壁碳纳米管-壳聚糖(MWNTs-CS)悬浮液的制备 |
| 2.2.4 血清样品的处理 |
| 2.2.5 传感器的制备过程 |
| 2.2.6 MDA的电化学检测 |
| 2.2.7 分光光度法检测MDA |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 MWNTs-CS/GLD/CFH/BSA/MDA/CFH复合膜形貌和厚度的表征 |
| 2.3.2 免标记电化学生物传感器制备过程的表征 |
| 2.3.3 免标记电化学生物传感器构建方法的选择 |
| 2.3.4 免标记电化学生物传感器实验条件优化 |
| 2.3.5 MDA的电化学检测 |
| 2.3.6 分光光度法检测MDA |
| 2.3.7 干扰实验 |
| 2.3.8 实际样品测定 |
| 2.4 结论 |
| 第3章 基于光聚合固定超氧化物歧化酶的模拟酶构建的超氧根阴离子传感器及其在细胞监测中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和材料 |
| 3.2.2 Formylstyrylpyridine的制备 |
| 3.2.3 片状Mn_2P_2O_7的制备 |
| 3.2.4 Formylstyrylpyridine膜和Mn_2P_2O_7-Formylstyrylpyridine膜的制备 |
| 3.2.5 多壁碳纳米管悬浮液的制备 |
| 3.2.6 传感器的修饰过程 |
| 3.2.7 仪器和方法 |
| 3.2.8 O_2~(·-)溶液和不同浓度干扰物溶液的配制 |
| 3.2.9 细胞培养 |
| 3.2.10 MTT比色法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 MWCNTs/Mn_2P_2O_7-Formylstyrylpyridine修饰GCE的电化学行为 |
| 3.3.3 MWCNTs/Mn_2P_2O_7-Formylstyrylpyridine修饰GCE对O_2~(·-)氧化还原的电催化 |
| 3.3.4 Formylstyrylpyridine浓度,紫外光照时间和测试电压对电化学信号的影响 |
| 3.3.5 O_2~(·-)的检测 |
| 3.3.6 O_2~(·-)生物传感器的选择性,稳定性和重现性 |
| 3.3.7 细胞中O_2~(·-)检测 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 基于血红素/G四联体和限制性内切酶的DNA电化学传感 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂和材料 |
| 4.2.2 仪器和方法 |
| 4.2.3 Pd-Au合金纳米晶的制备 |
| 4.2.4 Pd-Au-CS和Pd-Au悬浮液的配制 |
| 4.2.5 电极的修饰过程 |
| 4.2.6 DNA的检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Pd-Au合金纳米晶的表征 |
| 4.3.2 不同修饰电极的DPV响应 |
| 4.3.3 电极修饰过程的表征 |
| 4.3.4 血红素/G四联体作为NADH氧化酶和HRP模拟酶增大电化学信号 |
| 4.3.5 实验条件的优化 |
| 4.3.6 p53及口腔癌基因的电化学检测 |
| 4.3.7 DNA电化学传感器的干扰测定 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）电化学生物传感器在环境监测中的应用及发展前景（论文提纲范文）
| 1 电化学生物传感器及其工作原理 |
| 2 电化学生物传感器在环境监测中的应用 |
| 2.1 水环境污染物的监测 |
| 2.1.1 用于监测BOD的电化学生物传感器[3] |
| 2.1.2 用于酚类物质的监测 |
| 2.1.3 用于阴离子表面活性剂的监测 |
| 2.1.4 用于硝酸盐的监测 |
| 2.1.5 用于硫化物的监测 |
| 2.2 大气环境污染物的监测 |
| 2.2.1 用于二氧化硫的监测 |
| 2.2.2 用于氨的监测 |
| 2.3 农药残留的监测 |
| 3 电化学生物传感器的发展趋势与展望 |
四、生物传感器及其在环境监测中的应用（论文参考文献）
- [1]海洋环境监测中的生物传感技术[J]. 吴勇剑,张永,苑克磊,刘晓飞. 科技创新与应用, 2021(02)
- [2]基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究[D]. 徐梦佳. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(02)
- [3]新型酶电极研究及其在生物传感和环境检测中的应用[D]. 刘兰君子. 湖南师范大学, 2017(01)
- [4]环境生物监测的现状及发展趋势[J]. 王世朋. 四川环境, 2016(05)
- [5]水环境监测中生物传感器技术的应用与研究[A]. 顾万通,关健飞,龚雪,杨世君,王继华. 2015年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集, 2015
- [6]基于贵金属纳米颗粒发展新型生物传感器的研究[D]. 李小溪. 南京大学, 2015(01)
- [7]生物传感器在环境监测中的应用[J]. 李青,丁世刚. 能源与环境, 2015(02)
- [8]生物传感器在环境监测中的应用[J]. 曹淑超. 能源环境保护, 2015(02)
- [9]与氧化应激相关的生物分子的电化学传感[D]. 袁玲. 南京师范大学, 2014(07)
- [10]电化学生物传感器在环境监测中的应用及发展前景[J]. 娄童芳,邢欢欢,屈建莹. 化学研究, 2013(06)