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光电化学技术范文1
【摘要】目的 探讨是否应建立儿童自己的电化学发光免疫技术测定肌酸激酶同工酶(cK-MB)浓度参考值。方法 对入院儿童应用电化学发光免疫技术测定血清CK-MB浓度,以目前未区分成人与儿童的参考值判别阴阳性。结果 总阳性率太高、女阳性率较男高。结论 儿童应建立自己的电化学发光免疫技术测定CK-MB浓度参考值。
【关键词】儿童;肌酸激酶同工酶;参考值;电化学发光免疫技术
血清CK-MB浓度的测定手段方面,电化学发光免疫技术质量测定方法正逐步取代目前仍广为应用的免疫抑制法。目前电化学发光免疫技术质量测定方法测定血清CK―MB的参考值未区分成人与儿童,工作中发现利用该参考值儿童CK-MB的假阳性率太高。现报告如下。
1资料与方法
1.1一般资料 对2009年2月5 日至6月5日期间入住本院14岁以下的356例患者。男148例,女208例,性别统计均无显著差异。3岁以内278例,3～7岁70例,7～14岁8例。入院诊断呼吸系统感染性疾病167 例,腹泻病169例,小儿病毒性心肌炎4例[1],先天性心脏病9例.过敏性紫癜3例,肾炎4例。
1.2方法 入院时采集血清标本约2.0毫升,以电化学发光免疫分析技术全自动免疫分析仪测定血清CK-MB浓度。采用罗氏公式生产的Elecsys2010及其配套试剂。参考值为罗氏公式提供,无儿童专用标准,男小于4.49ng/m1,女小于2.88ng/ml。
1.3 统计学处理 SPSSl7软件统计分析,性别阳性率分析用卡方检验。
2 结 果
参考罗氏公式提供参考值,阳性189例,总阳性率为57.3%;女阳性率68.27%,男阳性率41.9%,女、男阳性率差异具有非常显著的统计学意义(x2=24.59,P
3 讨 论
自从通过查血清CK-MB浓度来了解临床一些疾病对心肌有无损害、有无原发性心肌疾病广为应用以来,儿科临床工作中测定CK-MB广为采用未区分成人与儿童的参考值。临床上经常见到被诊断为心肌受损、原发性心肌疾病的患者,患者虽无临床症状及体征却给予长时间营养心肌等治疗,患者和家属背上沉重的经济、思想包袱。本研究发现在应用电化学发光免疫技术测定血清CK-MB利用未区分成人与儿童的参考值时,儿童CK-MB的总阳性率太高,且女的阳性率比男高,但患者临床上并无与心脏疾病相关的症状和体征,出现结果与临床不相吻合的现象。本研究中引用的未区分成人与儿童CK-MB参考值和儿童自己的参考值相比是否因值低而造成本研究中过高的阳性率?女的参考值明显比男低其和本研究中发现女CK-MB阳性率比男高是否具有某种联系?目前已有应用免疫抑制法测定血清CK-MB研究提示早产儿生后24～48小时血清CK-MB活性远高于未区分成人与儿童的CK-MB活性水[2];O～12岁以下CK-MB浓度较13岁以上CK-MB浓度高[3]。本研究和以上研究提示儿童血清CK-MB的参考值不能采用未区分成人与儿童的CK-MB标准。然而目前儿科界尚无儿童自己的CK-MB参考值,其对目前临床上儿童心肌受损、原发性心肌疾病的大量误诊、误治应该负有一定的责任。
目前临床上查血清CK-MB浓度广泛应用的方法为免疫抑制法。但该方法对CK-BB、CK-MM有交叉反应,故该方法特异性差。电化学发光免疫技术测定血清CK-MB的新方法以抗CK_MB特异性抗体来测定血清中CK一MB的浓度,具有高灵敏度、高特异性。故电化学发光免疫技术测定血清CK-MB的新方法极有可能取代目前正广为应用的传统免疫抑制法。让人优虑的是目前我国尚无电化学发光免疫技术查儿童血清CK-MB的参考值。尽快建立电化学发光免疫技术查儿童血清CK-MB的参考值极为迫切,其可以降低儿童CK-MB检验过程中过高的假阳性率,降低心肌受损、原发性心肌疾病的误诊、误治率。减少因误诊、误治造成的不应有的医药资源浪费,降低药源性肌体伤害性疾病的发生,降低患者因对心脏疾病的担忧而产生的恐慌心理及精神负担。
【参考文献】
[1] 吴铁吉.小儿病毒性心肌炎诊断标准[J].中华儿科杂志,2000,38(2):75-76.
光电化学技术范文2
关键词 过硫酸铵; 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线; 电化学发光; 过氧化氢
1 引 言
导电聚合物的研究一直以来备受研究者的关注，与金属和碳电极相比，聚合物化学修饰电极可以通过设计各种各样的聚合物膜检测多种物质，对某些物质可以实现选择性检测，提高检测的灵敏度[1～5]。作为一种苯胺类衍生物，鲁米诺的聚合以及聚合态鲁米诺在电化学和电化学发光（ECL）领域的研究受到了人们的持续关注[6～9]，。以聚鲁米诺为发光试剂的电化学发光传感新方法拓宽了鲁米诺电化学发光分析体系的应用范围，简化了基于鲁米诺的电化学发光传感器的构建和分析过程，促进了其在仪器微型化和简单化发展中的应用[10～17]。近年来，有关聚鲁米诺的合成和基于聚鲁米诺的电化学发光传感器的研究应用的进展很快，例如Claver等[12]在电极表面电聚合制备了聚鲁米诺-生物素化吡咯膜，并应用于尿样中胆固醇的测定。Nabid等[18]在聚苯胺磺酸盐存在下，利用辣根过氧化物酶作为生物催化剂在pH=8.0的磷酸盐缓冲溶液中合成了聚鲁米诺/聚苯胺磺酸盐复合物，并研究了该复合物的化学发光特性。本研究组的前期工作中采用电沉积法在电极表面合成了聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线，并将其应用于葡萄糖电化学发光传感器的构建[16]。然而对于聚鲁米诺或者其复合纳米材料在溶液中的合成及应用的研究报道相对较少。
本研究采用了一种简单的化学氧化方法将鲁米诺和苯胺聚合，合成了直径约为30 nm的聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线，该复合纳米线呈现出良好的分散性和稳定性。相对于鲁米诺的最大荧光发射波长，复合纳米线中聚鲁米诺的最大荧光发射波长发生红移。将复合纳米线修饰于石墨电极表面，可形成一层稳定的聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线膜，并呈现出良好的电化学发光特性，H2O2对其电化学发光呈现出良好的增敏效应。本工作提供了一种合成聚鲁米诺类纳米材料的新方法，为聚鲁米诺类纳米材料在化学发光和电化学发光方面的应用奠定了基础。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
79-1型磁力搅拌器（江苏国华仪器厂）; Z383K型高速冷冻离心机（德国哈默公司）; JEM-2100型透射电子显微镜（日本电子公司）; TU-1901型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）; 970CRT型荧光分光光度计（上海分析仪器厂）; CHI660B电化学工作站（上海辰华仪器设备有限公司）; IFFM-D型流动注射化学发光分析仪（西安瑞迈分析仪器有限公司），电化学发光池直接放置于光窗上方，光电倍增管负高压为 Symbolm@@ 800 V。电化学发光电解池由常规的三电极体系构成，其中聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线修饰电极作为工作电极，辅助电极为螺旋状铂丝电极，参比电极为银丝准参比电极。
正硅酸乙酯（TEOS），鲁米诺（美国Sigma公司）; TritonX-100（TX-100，北京鼎国生物技术有限责任公司）; 硫酸苯胺（西安化学试剂厂）; 其它试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。
2.2 实验方法
2.2.1 化学氧化合成聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线 室温下，将1.77 mL 表面活性剂TX-100、7.5 mL 环己烷和1.8 mL 助表面活性剂正己醇混合，加入330 μL水，磁力搅拌20 min，形成透明稳定的微乳液， 加入50 μL 0.25 mol/L 硫酸苯胺溶液，磁力搅拌20 min，加入50 μL 0.002 mol/L 鲁米诺溶液，持续搅拌20 min，再加入50 μL 0.5 mol/L 过硫酸铵溶液，持续搅拌反应2 h。反应完成后加入丙酮进行破乳，使纳米颗粒从微乳液体系中析出，离心收集颗粒，依次用丙酮、无水乙醇、水多次超声洗涤纳米复合物，以除去表面活性剂分子和未反应完的反应物，最后将纳米复合物分散在水中， 于室温下暗处储存备用。
2.2.2 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线修饰电极的制备 将石墨电极（Φ=8.0 mm）先后在粗细的砂纸上小心打磨，超声清洗，用水反复冲洗，晾干备用; 取100 μL合成好的聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线滴在电极表面，室温下晾干，得所需修饰电极。
2.2.3 电化学发光的测定 将复合纳米线修饰石墨电极置于磷酸盐空白溶液（pH 8.0）和含有H2O2的样品溶液的电解池中，施加阶跃电位0～1.0 V于工作电极，记录体系的空白电化学发光强度值和样品的增强电化学发光强度值，并以相对电化学发光强度的峰值高度进行样品的定量分析。
3 结果与讨论
3.1 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线的合成
采用化学氧化法，首先在反相微乳液中于硫酸介质中合成了聚（苯胺-鲁米诺）复合物，如图1A所示，在反相微乳液合成过程中，微乳液中形成纳米级的水相反应池，苯胺与鲁米诺在过硫酸铵的氧化下发生聚合反应。然而当将此溶液破乳， 并依次用丙酮、乙醇、二次水清洗之后，由反相微乳液形成的纳米级反应池中的聚合物之间进一步发生变化，形成长链纳米线聚合物，如图1B所示，该复合纳米线的直径约为30 nm。该纳米线的生成可能是因为在破乳过程和超声分散、清洗过程中，球形聚合物之间发生接触， 并在超声作用下发生裂解和再聚合过程，形成直径更小、链较长的复合纳米线。该结果表明，采用反相微乳液法可以合成球状聚（苯胺-鲁米诺）纳米粒子，然而苯胺和鲁米诺在水溶液中发生聚合时更易形成线状聚合物[19]。
3.2 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线电化学发光行为
图2为聚（苯胺-鲁米诺）纳米线修饰电极在PBS缓冲溶液（pH 8.0）中的电化学发光图。由图2可见，聚（苯胺-鲁米诺）纳米线呈现出良好的电化学发光行为，表明苯胺和鲁米诺共同聚合在一起，形成聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线，且聚鲁米诺在其中保持了良好的电化学发光特性。
在上述体系中加入H2O2，考察了H2O2对该体系电化学发光性质的影响（图3）。由图3可见，聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线的空白电化学发光信号和H2O2增敏电化学发光信号均强于纯聚鲁米诺膜电化学发光信号强度。同时，两种修饰电极的电化学发光动力学曲线结果显示（图3插图），相对于聚鲁米诺膜修饰电极，聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线膜修饰电极呈现出更快的电化学发光响应速度。上述结果显示复合纳米线中聚苯胺能够促进H2O2增敏聚鲁米诺的电化学发光效率，复合纳米线具有良好的比表面积和电子传递能力，加速了聚鲁米诺与电极之间的电子传递，从而增强了复合纳米线中的聚鲁米诺对H2O2的电化学发光响应。
为了深入了解聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线电化学发光反应的机理，考察了其紫外-可见吸收和荧光光谱。图4为聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线在水溶液中分散后的紫外-可见吸收光谱图，与文献[19]报道的聚苯胺紫外-可见吸收光谱一致。此材料在430 nm处有微弱吸收峰，并且在700～800 nm处有尾峰，其中350 nm附近的吸收峰源于聚苯胺链中苯环的π-π*电子跃迁，430 nm和700～800 nm处的宽的吸收归属于聚苯胺链中苯环向醌环跃迁[20，21]，此结果表明苯胺在过硫酸铵存在下生成了聚苯胺。
图5为聚苯胺纳米线和聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线在水溶液中分散后的荧光光谱图。从图5可见，纯的聚苯胺没有明显的荧光发射峰，而聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线在465 nm处出现了明显的荧光发射峰，表明在复合纳米线的制备过程中，鲁米诺与苯胺一起发生聚合反应，形成聚（苯胺-鲁米诺）纳米线，荧光光谱的发光体为聚鲁米诺。与鲁米诺的荧光最大发射波长425 nm相比，复合纳米线的荧光最大发射波长发生了明显红移，说明在合成过程中，苯胺和鲁米诺发生了有效的聚合反应，苯胺与鲁米诺的结合改变了鲁米诺的分子结构，从而使复合纳米线中的聚鲁米诺的荧光最大发射波长红移。
3.3 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线电化学发光分析特性
对电化学发光的条件进行了优化，根据实验结果，选择pH=8.0 PBS作为电化学发光缓冲介质，循环伏安法作为电化学发光电解方式，工作电位为0～0.9 V，电位扫描速度为100 mV/s。
考察了聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线修饰电极电化学发光传感器的分析特性。在选定的实验条件下，此传感器的电化学发光信号与H2O2浓度在5.0×10 Symbolm@@ 9～1.0×10 Symbolm@@ 5 mol/L范围内分段呈线性关系，检出限为2×10 Symbolm@@ 9 mol/L（3σ）。回归方程为I=3.4467×108C + 32.87， r=0.9938（5.0×10 Symbolm@@ 9～1.0×10 Symbolm@@ 7 mol/L）; I=33.964×107C + 35.537， r=0.9926（1.0×10 Symbolm@@ 7～1.0×10 Symbolm@@ 5 mol/L）。对1.0×10 Symbolm@@ 8 mol/L H2O2进行11次连续测定， 其相对标准偏差为3.2%。
此传感器采用电化学发光方法对H2O2进行检测，较之电化学方法测定H2O2有更高的灵敏度[22]。此外，此电化学发光传感器测定过程中不需要在体系中加入额外的发光试剂，成本低廉， 环境友好， 材料表面丰富的氨基可以进行进一步修饰， 有望在生物分析中得以应用[16]。
3.4 聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线及电化学发光传感器的稳定性
将聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线分散在水溶液中，于暗处存放30天后，聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线在水中仍具有很好的分散性; 在同一实验条件下，用相同条件下制备的7支修饰电极分别测定1.0×10 Symbolm@@ 7 mol/L H2O2，所得结果的相对标准偏差（RSD） 为5.2%，用同一修饰电极在10个不同时间段进行测定，RSD为4.6%。电化学发光响应实验结果表明， 在连续进行100次的电化学发光测定之后， 此电化学发光传感器电化学发光强度降幅在5%以内。上述结果表明，此聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线修饰电极具有较好的稳定性和重现性。
3.5 小结
发展了一种简单的方法制备聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线，此聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线膜修饰电极呈现出良好的电化学发光特性。相比于其它纳米材料修饰电极的电化学发光检测体系，本方法不需要在体系中加入额外的发光试剂， 可以在溶液中合成聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线，从而为聚（苯胺-鲁米诺）复合纳米线的进一步修饰和在溶液中的应用提供了方便和可能。
References
1 Esteves C H A， Iglesias B A， Li R W C， Ogawa T， Araki K， Gruber J. Sens. Actuators B， 2014， 193： 136-141
2 Fang K C， Hsu C P， Kang Y W， Fang J Y， Huang C C， Hsu C H， Huang Y F， Chen C C， Li S S， Yeh J A， Yao D J， Wang Y L. Biosens. Bioelectron.， 2014， 55： 294-300
3 Zhu N N， Chang Z， He P G， Fang Y Z. Electrochim. Acta， 2006， 51（18）： 3758-3762
4 Milakin K A， Korovin A N， Moroz E V， Levon K， Guiseppi-Elie A， Sergeyev V G. Electroanal.， 2013， 25（5）： 1323-1330
5 Tao Y， Meng L， Wang X X， Wang L L， Jiao K. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2013， 5（21）： 10889-10894
6 Lin K C， Yin C Y， Chen S M. Analyst， 2012， 137（6）： 1378-1383
7 Ferreira V， Cascalheira A C， Abrantes L M. Thin Solid Films， 2008， 516（12）： 3996-4001
8 Chang Y， Lin K， Chen M. Electrochim. Acta， 2005， 51（3）： 450-461
9 Jia D， Dai J Y， Yuan H Y， Lei L， Xiao D. Talanta， 2011， 85（5）： 2344-2351
10 Claver J B， Cabello J A， Sanfrutos J M， Fernández A M， Mirón M C V， González F S， Vallvey L F C. Anal. Chim. Acta， 2012， 754： 91-98
11 Liu C， Wei X H， Tu Y F. Talanta， 2013， 111： 156-162
12 Szili M， Kasik I， Matejec V， Nagy G， Kovacs B. Sens. Actuators B， 2014， 192： 92-98
13 Sassolas A， Blum L J， Bouvier B D L. Anal. Bioanal. Chem.， 2008， 390（3）： 865-871
14 Wang C H， Chen S M， Wang C M. Analyst， 2002， 127（11）： 1507-1511
15 WANG Zhi-Yong， GUO Wen-Ying， DI Jun-Wei， TU Yi-Feng. Chinese J. Anal. Chem.， 2005， 33（6）： 763-766
王智泳， 郭文英， 狄俊伟， 屠一锋. 分析化学， 2005， 33（6）： 763-766
16 Li G X， Lian J L， Zheng X W， Cao J. Biosens. Bioelectron.， 2010， 26（2）： 643-648
17 SONG Ling， ZHENG Xing-Wang， LI Gui-Xin. Chem. J. Chinese Universities， 2007， 28（10）： 1869-1874
宋 玲， 郑行望， 李桂新. 高等学校化学学报， 2007， 28（10）： 1869-1874
18 Nabid M R ， Taheri S S， Sedghi R， Rezaei S J T. Macromol. Res.， 2011， 19（3）： 280-285
19 Huang J， Kaner R B. Angew. Chem.， 2004， 116（43）： 5941-5945
20 GUO Jun-Peng， XIE Zheng， LIAN Yan-Qing， WANG Xiao-Gong. J. Tsinghua Univ. （Sci & Tech）， 2009， 49（06）： 880-883
郭俊鹏， 谢 政， 连彦青， 王晓工. 清华大学学报（自然科学版）， 2009， 49（06）： 880-883
21 SONG Gen-Ping， XIA Dong-Xiang. Acta Phys. -Chim. Sin.， 2014， 30（3）： 583-588
宋根萍， 夏冬祥. 物理化学学报， 2014， 30（3）： 583-588
22 WANG Yi-Chen， JIANG Xiu-E. Chinese J. Anal. Chem.， 2014， 42（5）： 689-694
王奕琛， 姜秀娥. 分析化学， 2014， 42（5）： 689-694
Electrochemiluminescence Performance of Poly（aniline-luminol）
Composite Nanowires Synthesized by Chemical Oxidation
WANG Yan-Jie1， LI Gui-Xin*1， ZHENG Xing-Wang2
1（Laboratory for Pollution Monitoring and Control， School of Chemistry and Chemical Engineering，
Xinjiang Normal University， Urumqi 830054， China）
2（School of Chemistry and Chemical Engineering， Shaanxi Normal University， Xi′an 710062， China）
Abstract Poly （aniline-luminol） composite nanowires were synthesized by chemical oxidation using ammonium peroxydisulfate. In contrast to the maximum fluorescence emitting wavelength of luminol at 425 nm， the maximum fluorescence emitting wavelength of the polymeric luminol in the composite nanowires was red shifted to 465 nm obviously. The poly （aniline-luminol） composite nanowires were modified on graphite electrode surface by drop coating， forming a stable poly （aniline-luminol） composite nanowires film. The composite nanowires film modified electrode presented favorable electrochemiluminescence （ECL） performances， and the ECL response could be enhanced by hydrogen peroxide. Under the optimized experimental conditions， the modified electrode provided a linear range of 5.0×10 Symbolm@@ 9-1.0×10 Symbolm@@ 5 mol/L for the detection of hydrogen peroxide with a detection limit of 2×10 Symbolm@@ 9 mol/L.
Keywords Ammonium peroxydisulfate; Poly （aniline-luminol） composite nanowires; Electrochemiluminescence; Hydrogen peroxide
光电化学技术范文3
【关键词】 降钙素原； 电化学发光法； 免疫层析法； Roche Cobas E601发光仪
中图分类号 R446 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2014）30-0044-02
降钙素原（PCT）即降钙素前体，由神经内分泌细胞（包括甲状腺、肺和胰腺组织的C细胞）表达，生理情况下，血液中检测不到。它是一种脓毒诱导蛋白，作为新的炎症指标，广泛地应用于感染性疾病的诊断、鉴别诊断、病情监测及抗生素应用指导等[1]。随科学技术发展，检测降钙素原的方法有许多，如电化学发光免疫法、胶体金免疫荧光层析定量法、酶联免疫法等[2-3]。本文就前两种方法的降钙素原结果进行比较，旨在分析这两种方法的相关性。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
Roche Cobas E601发光仪及配套试剂；广州万孚生物技术有限公司生产的免疫荧光定量分析仪及配套试剂。
1.2 标本来源
收集笔者所在医院ICU病房、新生儿科、儿科、呼吸内科、心内科、外科等相关临床科室120例不同浓度的PCT进行同时检测。
1.3 方法
利用笔者所在医院现有两种仪器，一种是广州万孚生物技术有限公司生产的免疫荧光定量分析仪（免疫层析法原理），一种是Roche Cobas E601发光仪（电化学发光原理）；将120例标本离心沉淀，每份标本分成两份，一份用广州万孚生物技术有限公司生产的免疫荧光定量分析仪做PCT测定；一份用Roche Cobas E601发光仪做PCT测定；两种仪器各测得120份数据进行统计学处理。
1.4 统计学处理
采用SPSS 13.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，比较采用t检验；计数资料比较采用字2检验。P
2 结果
2.1 分组
将120例标本按如下浓度进行分组统计分析：A组（阴性组）：PCT
0.5 ng/ml，17例；C组（轻度升高组）：0.51 ng/ml≤PCT
2.2 两组检测方法不同组别浓度值比较
A、B、C三组在低浓度时差异无统计学意义（P>0.05），D、E两组在高浓度时比较差异有统计学意义（P0.05），见表1。
2.3 两种方法总阳性率比较
以PCT>0.1 ng/ml为阳性，免疫荧光层析法组阳性率为46.66%，电化学发光法组阳性率为44.16%，两者比较差异无统计学意义（字2=0.151，P=0.697>0.05），见表2。
表2 两种方法总阳性率比较 %
方法 0.1 g/ml
免疫荧光层析法（n=120） 53.34（64/120） 46.66（56/120）
电化学发光法（n=120） 55.84（67/120） 44.16（53/120）
字2值 0.151
P值 0.697
3 讨论
Roche Cobas E601电化学发光法检测PCT是采用双抗体夹心二步法。其原理利用待检样本与生物素化的单克隆PCT抗体以及钌复合物标记单克隆PCT抗体一起孵育，形成抗原抗体夹心复合物。加入包被链霉亲和素的磁珠微粒，复合物与磁珠通过生物素和链霉亲和素的作用结合，通过电磁作用将磁珠吸附在电极表面，给电极加以一定的电压，使复合体化学发光，并通过光电倍增测量发光强度[4]。这种方法线性范围为0.039～63.25 ng/ml[5-6]，且具有快速、所受干扰因素少、与国外最先进的仪器具有良好的相关性[4]等优点。
免疫层析法原理是利用高度特异性的抗原抗体反应，标本中的降钙素原与预先包被在聚酯膜上的金标记的降钙素原单克隆抗体结合，结合物在毛细效应下向上层析，随后会被固定在膜上的降钙素原单克隆抗体结合捕获，标本中的降钙素原的含量与被捕获的结合物含量呈正相关，通过免疫定量分析仪扫描检测区，获得相应的光学信号，然后通过内置的标准曲线将信号转换为降钙素原的浓度。免疫定量分析仪是融合了胶体金免疫层析技术的定量检测方法，具有操作简便、精密度高、线性范围宽、重复性好等优点广泛应用于各种实验室[7]。但由于方法学的局限性，会出现假阳性及假阴性结果[3]，同时免疫荧光层析法与国外先进仪器的相关性未见文献报道。
本次实验研究两种方法检测降钙素原相关性良好，与文献报道一致[2]。但PCT检测目前尚无公认的参考方法，各检测方法的溯源性也不一样[8]。在本文研究中发现中、高浓度值（PCT≥2.0 ng/ml）两种检测方法存在一定的差异，是否与此有关，有待进一步研究。
PCT作为急诊项目，临床医生往往根据结果来诊断脓毒血症和指导临床及时用药[9-12]。出于成本和工作人员安排，多数医院检验科电化学分析仪不可能24 h待机状态；相比较而言免疫荧光层析法操作简便、实时性强受到检验医生及临床医生的青睐。
综上所述，两种方法检测降钙素原各有其特点，笔者认为急诊检测PCT采用免疫荧光层析法，能及时提供检测结果，于临床诊断疾病及指导抗生素的应用具有重要意义；对于PCT高浓度的的监测，建议使用电化学发光法或者经电化学发光法校正后的免疫荧光层析法。
参考文献
[1] Gilbert D N.Use of plasma procalcitonin levels as an adjunct to clinical microbiology[J].J Clin Microbiol，2010，48（7）：2325-2329.
[2]顾向明，胡嘉华，方玲，等.两种方法检测降钙素原的正确度性能评价[J].检验医学与临床，2013，10（23）：3138-3139.
[3]陈燕，李文静，石冬敏，等.免疫定量分析仪MD-QMT001检测降钙素原的方法学性能评价[J].国际检验医学杂志，2013，34（23）：3209-3211.
[4]范华杰，张鹏，唐古生，等.Roche降钙素原电化学发光法定量检测试剂盒的临床性能评价[J].检验医学，2010，25（8）：654-658.
[5]肖倩，陈茶，丁海明.Roche Cobas E601电化学发光分析仪检测降钙素原的方法学评价[J].实用医学杂志，2012，28（21）：3638-3640.
[6]黄燕华，张秀明，王伟佳，等.电化学发光免疫法检测降钙素的空白限、检出限和功能灵敏度的评价[J].国际检验医学杂志，2012，33（20）：2539-2541.
[7]郭卫红，宋红先，安艳芳.血清降钙素原的测定及在临床中的应用价值[J].国际检验医学杂志，2010，31（2）：1092-1093.
[8]杨石，秦雪，李山，等.血清降钙素原2种检测系统测定结果可比性及相对偏差评估[J].临床检验杂志，2014，32（1）：67-68.
[9]夏振雄，高春娜，曾沛丰，等.探讨不同病原体致小儿肺炎中的降钙素原改变[J].中国医学创新，2014，11（3）：67-69.
[10]张明路.降钙素原检测在临床中的应用[J].临床合理用药杂志，2010，14（3）：84.
[11]李辉，卞文安，汪露.降钙素原检测对感染性疾病诊断的临床价值[J].中外医学研究， 2012，10（17）：74-75.
光电化学技术范文4
面对问题，直面出击
随着工业的飞速发展和社会文明的长足进步，环境问题已经成为21世纪人类必须面临的重大课题之一，其中，空气和水体中的有机物污染尤为显著。而半导体催化技术因为可利用部分太阳光能，在常温常压下进行快速反应，且对污染物治理彻底、无二次污染而成为国际环境净化处理研究的前沿领域之一。的确，半导体催化技术是十分符合我国在环境污染治理中的高效率低消耗要求的。而由于具有价廉无毒、氧化能力强、稳定性好等优点，TiO2已经成为目前研究最多和应用最广的金属氧化物半导体光催化剂。
“该技术能够有效消除空气和水体中的有机污染物，但其中的TiO2存在光生电子一空穴复合率高和只能利用紫外光的缺陷，在一定程度上制约了该技术的工业应用，而光电催化技术则弥补了这一缺陷。”北京大学环境科学与工程学院副教授尚静说，“近年来，光电催化技术引起了广泛关注。光电催化技术，又称为电助光催化技术，其主要原理是通过外加电场促进光生电子与空穴的分离，从而提高光催化处理效率。”
经过研究发现，目前所采用的电助光催化技术还存在很多弱点。比如，现在来看，一般的电助光催化技术均采用的是光电化学池。根据电化学体系的电极数目，可分为两电极系统、三电极系统甚至多电极系统。在典型的三电极体系中，一般是用负载在导电基底上的光催化剂膜作为光阳极，Pt电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，反应体系需借助电解质来形成回路，因此，不能应用于气相光催化降解体系，同时，也不可避免地增加生产成本和使生产工艺复杂化。而在应对促进电子空穴对分离的问题上，已知的光电催化技术均采用直流电源来解决，而不能直接、有效地利用交流电，这在很大程度上限制了光电催化技术的推广应用。另外，目前的光电催化技术主要是利用光生空穴的氧化能力，广泛用于氧化处理废水中的有机污染物，而利用光生电子的还原能力，将光电催化技术应用于还原废水中重金属的研究非常少。
诸如此类问题，不可避免地制约着光电催化技术的发展。既然看好该技术的前景，尚静自然全心投入，为改进和完善光电催化技术体系努力着，付出着。
具体问题，具体分析
面对这些问题，尚静针对其各自的特点进行了具体分析，并先后提出了3项专利申请。
针对传统光电催化体系装置复杂，不能应用于气相有机污染物降解的局限性，尚静发明了一种可应用于气、固、液三相体系来降解有机和无机污染物的全固态平面型光催化器件及其制备方法。“我们在绝缘基底上固定一对或多对条形电极，并在该基底和条形电极上负载半导体光催化剂，就可得到高活性的全固态平面型光催化器件。当在条形电极两端接通电源后，两电极之间产生的电场就可以促进两电极之间的半导体光催化剂薄膜中电子和空穴对的分离，从而达到提高光催化剂作用效率的目的。”
这样一来，这种全固态平面型光催化器件的优势就十分明显了。首先，它不需要工作电极和电解质，只要利用条形电极，就可以在施加微小电压的情况下，使光生电子一空穴对充分分离，从而使光催化效率大大提高；其次，它可以广泛应用于气、固、液三个体系，利用此平面型光电催化器件可以探讨污染物和催化剂之间的电荷迁移过程，是一种研究光催化反应中光物理过程的手段。总而言之，就是活性高、成本低、工艺简单、应用广泛、兼容性高，易于推广使用。
“在研究中，我们还发现，如果采用交流电源来促进电子空穴对的分离，将会更直接、更有效。”通过一番尝试，尚静发明了一种节能、易于推广应用、能够100％利用交流电，而且光电催化效率高的光电催化装置。其工作原理如图所示，即利用二极管单向导通的性质。使交流电压的负半部分被滤掉，所以，TiO，光阳极交替处于正向偏压和无偏压状态。这样的驱动特点，使施加在TiO2光阳极上的偏压连续变化，导致TiO2薄膜中的光生空穴很难有效地累积，能够提高光生激子的利用效率，从而加快液相污染物的光降解过程，实验结果表明，其光电协同效果比直流条件下的提高7倍以上。研究中还发现，二极管整流的交流电下TiO2光阳极的稳定性要好于直流电下。
该项发明利用交流电结合二极管为驱动方式，其优势是不容小觑的。将传统的直流电源替换成为一交流电源，同时，增设了一个或四个廉价的二极管，在这一思路下所增设的二极管，分别对应着半波整流和全波整流，这样可以使电流从TiO2阳极通过电解质溶液流向对电极，从而促进半导体催化剂产生的光生电子和空穴的分离效率，解决TiO2薄膜内空间电荷的累积问题，进而提高光催化效率。“采用交流电还有一个比较直接的好处，那就是可以直接应用，而不必再加上额外的装置进行转化。”尚静解释道，“这不仅是节约资金、降低成本的问题，还可以增强装置的稳定性，进行推广使用也比较方便。”
光电化学技术范文5
生物医学工程是利用工程技术研究生命科学现象,运用工程手段解决生物医学基础理论及临床应用问题的综合性专业[1]。其中“生物医学传感器与测量”课程的教学是专业教学体系的核心组成部分。近年来,随着微电子技术、新材料技术和电子信息技术的飞速发展,各种新型生物医学传感器不断涌现,原有的教学内容显得有些陈旧。笔者结合科研背景,提出“兴趣引导,自主学习,实践探索”的指导思想,尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革。
1教学内容的改革
本课程原有教学内容主要是对各种传统物理类传感器原理和测量电路的讲授,基本上移植了自动化类专业的传感器教学内容。我们根据生物医学专业特点,对该课程的教学内容进行了调整,除了介绍应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式和光电式等经典的物理类传感器的基本原理和测量电路外,增加了这些传感器在医学上应用内容,如多普勒频移血流计、电容式心音传感器和光电式脉搏传感器等内容。此外,还补充了近年发展起来的一类新型的传感器———生物传感器内容。生物传感器融合了生物学、化学、物理学和信息学等相关学科,在国内外已经发展成为一个活跃的研究领域。所增加的生物传感器的主要内容有:生物传感器的基本概念和类型,生物分子识别元件及其生物反应基础及生物敏感材料的固定化。这三部分是生物传感器的基础。在此基础上,讲授了电化学生物传感器(包括酶电极、微生物电极、免疫电极、亲和电极、介体电极和生物组织电极等内容)、光学生物传感器、热生物传感器、压电晶体生物传感器、半导体生物传感器、表面等离子体生物传感器、光纤生物传感器及分子印记生物传感器和基因芯片,这些内容都是生物传感器近年来最新研究成果[2]。新内容的补充可以拓展和丰富传感器的类型,特别是生物传感器利用生物反应巧妙的实现生命信息的探测和转换内容。
2教学方式的改革
2.1多媒体与传统板书结合
多媒体教学是现代主流的教学方式,可以提高教学效率[3]。但我们发现如果单纯依赖多媒体教学,学生认为只要拷贝教师的课件就可以掌握上课内容,所以往往不会做笔记,忽视了教师讲授的知识。针对本课程特点,我们采用多媒体教学和传统板书教学手段相结合的方式。例如对于传感器的结构、外形及应用采用多媒体的图片和动画展示,增加学生的印象,而对于传感器的基本原理及测量电路中的公式推导,采用传统板书的方式,提醒学生做笔记。
2.2理论讲授与教学道具相结合
在本课程的讲授中,我们非常重视培养和引导学生的学习兴趣。通过将传感器的内容讲授与生活中的应用联系起来,使学生发现原来所学习的传感器就在自己身边。比如在讲解压电式传感器时,向学生展示电子打火机和医院B超中的超声源等。在讲解电化学生物传感器时,向学生展示常用的测试血糖的试条就是一个电化学生物传感器。
2.3实验和课程设计相结合
在理论教学过程中,我们根据上课内容和教学进度,穿插安排实验教学,同时根据学生兴趣,自选题目进行生物医学传感器与测量的课程设计[4]。通过实验教学,让学生掌握传感器的测试性能、使用方法和测量电路等基本操作技能。另外,通过布置实验作业给学生几个测量参数,让其通过自己选择不同的传感器和测量电路来实现。比如对温度的测量,有的学生用热敏电阻,有的用双金属片,有的用红外光电探测器等方式来实现测量。学生不但学习了专业知识,而且还理解了针对同一个目标,可以有多种方式来实现的思想。除了实验教学外,我们还给出若干个设计题目或让学生自拟题目,让学生根据所学内容进行课程设计。学生通过查阅课外资料和文献,购买元器件搭建电路,可以发挥自己的能力进行课程设计。
光电化学技术范文6
关键词：噬菌体展示抗体； 相思子毒素； 电化学发光； 免疫传感器
1 引 言
电化学发光（Electrochemiluminescence，ECL）免疫传感器检测蛋白类生物大分子多是以传感器表面固定抗体为捕获探针，以发光标记物如联吡啶钌[Ru（bpy）2+3]标记抗体为发光探针，在靶标存在的情况下，形成“捕获探针-靶标-发光探针”复合物，在电极表面发生ECL反应，以此测定靶标浓度[1～5]。抗体活性以及标记物的量将直接影响检测的灵敏度。对于传统抗体，分子表面可供标记的基团有限，而且多位点标记也可能影响其结合活性，这限制了灵敏度的进一步提高。
噬菌体展示抗体是通过噬菌体展示技术获得的一种可溶性抗体片段或是表面展示有抗体片段的噬菌体[6]，对于后者，其表面除了展示的抗体片段外就是大量的衣壳蛋白。以展示有单链抗体（Single chain variable fragments，scFv）的M13噬菌体为例，M13为丝状，长约900 nm，宽约8 nm，衣壳约由2800拷贝的5 kDa的主要衣壳蛋白pⅧ组成[7]，scFv融合表达在位于一端的约5拷贝的次要衣壳蛋白pⅢ中的1个拷贝上。若进行标记，会有更多的标记物连接在数量庞大的衣壳蛋白上[8]，展示抗体仅仅是“躲在”一端的一个小角落里，从而被标记上较少的标记物，可最大限度避免多位点标记造成的活性降低或消失。因此，噬菌体展示抗体做标记探针能大大增加标记物数量，而又最小程度影响结合活性，从而起到放大信号作用。
本研究以剧毒生物毒素相思子毒素（Abrin）为检测目标，以Abrin多克隆抗体（多抗）包被的磁微球为捕获探针，以Ru（bpy）2+3标记的Abrin噬菌体展示抗体为发光探针，将磁性微球分离富集与噬菌体展示抗体大量负载发光标记物放大ECL信号相结合，建立了一种检测Abrin的新方法，有效放大了检测信号，提高了检测灵敏度。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
磁免疫电化学发光传感检测平台（本实验室与西安瑞迈分析仪器有限责任公司联合研制），MPI-E型电化学发光检测仪（西安瑞迈分析仪器有限责任公司）；BIOMATE 3S紫外可见分光光度计（美国赛默飞世尔科技）；HS-3垂直混合器（宁波新芝生物科技股份有限责任公司）；磁分离架（美国Promega公司）。
三联吡啶钌N-羟基琥珀酰亚胺酯（Ru（bpy）2+3-NHS ester，美国Sigma公司），活化生物素（Biotin-NHS ester，美国Sigma公司）；链亲和素包被磁微球（New England BioLabs公司，直径2.0 μm），Abrin、Abrin多抗、Abrin单抗、Abrin噬菌体展示抗体、蓖麻毒素（Ricin）、葡萄球菌肠毒素B（SEB，本实验室）；发光检测液与CleanCell清洗液（北京百隆腾科技发展有限公司）；牛血清白蛋白（BSA，上海国药集团有限公司）；磷酸盐缓冲溶液（PBS）用0.1 mol/L Na2HPO4，0.1 mol/L KH2PO4和0.1 mol/L KCl配制而成；实验用水均为去离子水，其它所用化学品和试剂均为分析纯。
2.2.2 捕获探针制备 （1）Abrin多抗生物素化 用1 mL DMSO 溶解活化生物素1 mg，向1 mL Abrin多抗溶液（1 mg/mL）中加入120 μL 活化生物素溶液（即含活化生物素 120 μg）；在室温下持续搅拌，保温2～4 h；加入9.6 μL 1 mol/L NH4Cl（每25 μg 活化生物素加1 μL），在室温下搅拌10 min；超滤除去未结合的活化生物素，以PBS重悬至1 mL。（2）磁微球捕获探针构建 将生物素化的abrin多抗 20 μL加入1 mL（1 g/L）亲和素包被的磁微球中，室温振荡孵育1 h，置于磁分离架上用PBST（含0.15% Tween-20的PBS）清洗两次，PBS清洗两次除去未结合的Abrin多抗，余下结合了Abrin多抗的磁微球，加PBS重悬至1 mL， 4 ℃保存备用。
2.2.3 ECL检测 将Abrin多抗包被的磁微球50 μL与50 μL样品混合， 室温振荡孵育15 min，置于磁分离架上用PBS清洗两次，再加入50μL 标记探针混合后室温振荡孵育1 h，结合磁分离用PBS清洗两次，用发光检测液重悬后加入检测池，磁微球复合物磁铁作用下沉积在工作电极表面，在给定工作电极与参比电极之间恒定电压1.4 V下，标记在噬菌体上的Ru（bpy）2+3就和发光检测液中的三丙胺（TPA）发生ECL反应，光信号由光电倍增管（PMT）检测。整个检测过程如图1所示。ECL反应结束后，将磁铁位置移至离电极最远处，先用去离子水、CleanCell清洗液结合电化学阶跃脉冲清洗检测池与电极，再用去离子水和ProCell发光检测液冲洗，直至ECL值恢复至基线水平（空白信号）后进行下一轮检测。
3 结果与讨论
3.1 发光探针性质
3.1.1 发光探针紫外-可见光谱 如图2所示，Abrin噬菌体展示抗体经标记后其紫外-可见光谱发生改变，a为abrin噬菌体展示抗体光谱图，在269 nm处有一个特征吸收峰，因为噬菌体颗粒为衣壳蛋白内包裹着核酸，269 nm处反映的是DNA的吸收峰；b为标记物Ru（bpy）2+3-NHS ester的图谱，联吡啶钌在220～600 nm之间有3个特征吸收峰，其中可见光457 nm处的吸收对应于金属Ru到bpy配体dππ*电荷跃迁， 紫外区287 nm处的吸收是以配体为中心的ππ*跃迁，紫外区的另一个吸收峰在245 nm处，也是金属Ru到bpy配体的dππ*电荷跃迁[11]； c为Ru（bpy）2+3标记Abrin噬菌体展示抗体的光谱图，位于285 nm吸收峰应对应于联吡啶钌287 nm的吸收峰，254 nm处吸收应对应于联吡啶钌245 nm处的吸收，稍红移，457 nm处为联吡啶钌的特征吸收，这表明Ru（bpy）2+3-NHS ester已经标记到噬菌体展示抗体上。
3.2 孵育时间的确定
因Abrin单链抗体展示于M13噬菌体表面，且M13较大，且为长丝状，其运动相对抗体来说非常缓慢，又因scFv位于一端，这降低了M13与Abrin接触的几率，有必要对孵育时间进行考察。Abrin浓度为50 μg/L时，在加入Ru（bpy）2+3标记的Abrin噬菌体展示抗体后分别孵育10， 20， 30， 40， 50， 60， 70和80 min，随孵育时间增加，电化学发光强度的变化见图4。孵育时间小于60 min时，随孵育时间增加发光强度逐渐增强；孵育时间大于60 min时，发光强度趋于平稳。说明室温下的M13参与的结合反应在60 min后基本达到饱和。因此，加入标记探针后孵育时间定位 60 min。
