《功能核酸電化學(xué)重金屬離子生物傳感器研究》依據(jù)作者十余年來在電化學(xué)分析與傳感領(lǐng)域中的科研成果和教學(xué)實(shí)踐，介紹基于功能核酸構(gòu)建不同電化學(xué)生物傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種重金屬離子的檢測(cè)分析。主要闡述了重金屬離子的來源、危害、傳感檢測(cè)方法及功能核酸的性質(zhì)和應(yīng)用，詳細(xì)介紹了基于功能核酸構(gòu)建10余種電化學(xué)生物傳感器的設(shè)計(jì)原理、傳感器構(gòu)建方法，及對(duì)鉛、汞、銀、鎳、銅及鎘離子的分析效能和實(shí)際樣品檢測(cè)，為環(huán)境水體中重金屬離子的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)提供了一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái)。
本書可作為高等院校化學(xué)、環(huán)境和生物等專業(yè)研究生的教學(xué)參考書，以及本科高年級(jí)學(xué)生的課外讀物，也可供相關(guān)領(lǐng)域科技工作者參考。
第1章重金屬001
1.1重金屬概述001
1.1.1重金屬的理化性質(zhì)001
1.1.2重金屬的污染現(xiàn)狀001
1.1.3重金屬污染的特點(diǎn)002
1.2重金屬的來源及危害002
1.2.1鉛的來源及危害003
1.2.2汞的來源及危害004
1.2.3銀的來源及危害005
1.2.4銅的來源及危害006
1.2.5鎳的來源及危害006
1.2.6鎘的來源及危害007
1.3重金屬的檢測(cè)方法007
1.3.1傳統(tǒng)光學(xué)檢測(cè)方法008
1.3.2電化學(xué)檢測(cè)法011
1.3.3質(zhì)譜及色譜法012
1.3.4生物學(xué)檢測(cè)法013
1.4重金屬檢測(cè)意義015
1.4.1環(huán)境保護(hù)015
1.4.2食品安全015
1.4.3健康醫(yī)療015
1.4.4中藥材質(zhì)量控制015
1.5本章小結(jié)016
參考文獻(xiàn)016
第2章功能核酸概述023
2.1功能核酸簡(jiǎn)介023
2.2功能核酸的分類024
2.2.1核酸適配體（aptamer）025
2.2.2脫氧核酶（DNAzyme）026
2.2.3堿基錯(cuò)配033
2.2.4G-四鏈體033
2.3功能核酸的體外篩選035
2.3.1指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)035
2.3.2核酸適配體的篩選原理035
2.3.3DNAzymes的獲取方法與技術(shù)原理037
2.4功能核酸的優(yōu)點(diǎn)037
2.5功能核酸的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用038
2.6功能核酸在金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用039
2.6.1熒光生物傳感器039
2.6.2比色生物傳感器043
2.6.3電化學(xué)生物傳感器045
參考文獻(xiàn)048
第3章基于DNAzyme構(gòu)象轉(zhuǎn)變構(gòu)建的Pb2+電化學(xué)生物傳感器056
3.1引言056
3.2實(shí)驗(yàn)部分057
3.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑057
3.2.2二茂鐵標(biāo)記-NH2修飾的DNA探針057
3.2.3金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建057
3.2.4鉛離子的電化學(xué)檢測(cè)058
3.3結(jié)果與討論058
3.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理058
3.3.2傳感器的電化學(xué)響應(yīng)059
3.3.3實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化059
3.3.4Pb2+的定量檢測(cè)061
3.3.5鉛離子傳感器的選擇性062
3.3.6在實(shí)際樣品中的應(yīng)用063
3.4本章小結(jié)063
參考文獻(xiàn)063
第4章基于二茂鐵標(biāo)記DNAzyme構(gòu)建的Pb2+電化學(xué)生物傳感器065
4.1引言065
4.2實(shí)驗(yàn)部分066
4.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑066
4.2.2二茂鐵標(biāo)記-NH2修飾的寡核苷酸鏈066
4.2.3金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建066
4.2.4鉛離子的電化學(xué)檢測(cè)067
4.3結(jié)果與討論067
4.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理067
4.3.2優(yōu)化主要實(shí)驗(yàn)參數(shù)068
4.3.3Pb2+的定量檢測(cè)069
4.3.4電化學(xué)傳感器對(duì)鉛離子的選擇性070
4.3.5在實(shí)際樣品中的應(yīng)用071
4.4本章小結(jié)071
參考文獻(xiàn)071
第5章基于滾環(huán)擴(kuò)增反應(yīng)和銀納米簇構(gòu)建的Pb2+電化學(xué)生物傳感器072
5.1引言072
5.2實(shí)驗(yàn)部分073
5.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑073
5.2.2DNA-AgNCs的制備073
5.2.3金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建074
5.2.4凝膠電泳實(shí)驗(yàn)074
5.2.5電化學(xué)測(cè)量074
5.3結(jié)果與討論075
5.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理075
5.3.2DNA-AgNCs的表征075
5.3.3瓊脂糖凝膠電泳表征076
5.3.4電化學(xué)表征076
5.3.5可行性研究078
5.3.6實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化078
5.3.7Pb2+的定量檢測(cè)080
5.3.8生物傳感器的選擇性與重復(fù)性081
5.3.9在實(shí)際樣品中的應(yīng)用081
5.4本章小結(jié)082
參考文獻(xiàn)082
第6章基于T-Hg2+-T在石墨烯表面雜交的Hg2+電化學(xué)生物傳感器084
6.1引言084
6.2實(shí)驗(yàn)部分085
6.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑085
6.2.2石墨烯溶液的制備085
6.2.3二茂鐵標(biāo)記-NH2修飾的寡核苷酸085
6.2.4金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建086
6.2.5Hg2+的檢測(cè)086
6.2.6電化學(xué)測(cè)量086
6.3結(jié)果與討論086
6.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理086
6.3.2GR表征087
6.3.3Hg2+-dsDNA/GR/GCE的電化學(xué)特性087
6.3.4實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化088
6.3.5Hg2+-dsDNA/GR/GCE的電化學(xué)行為088
6.3.6Hg2+的定量檢測(cè)090
6.3.7傳感器選擇性、穩(wěn)定性和再生性091
6.3.8在實(shí)際樣品中的應(yīng)用092
6.4本章小結(jié)093
參考文獻(xiàn)093
第7章基于羧化石墨烯和生物條形碼放大技術(shù)的Hg2+電化學(xué)生物傳感器096
7.1引言096
7.2實(shí)驗(yàn)部分097
7.2.1儀器和試劑097
7.2.2羧基化氧化石墨烯溶液的制備098
7.2.3AuNPs及HRP-bioDNA-AuNPs的制備098
7.2.4金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建099
7.2.5Hg2+的檢測(cè)099
7.2.6電化學(xué)測(cè)量099
7.3結(jié)果與討論099
7.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理099
7.3.2GR-COOH表征100
7.3.3HRP-bioDNA-AuNPs表征101
7.3.4HRP-dsDNA/GR-COOH/GCE的電化學(xué)特性101
7.3.5實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化103
7.3.6HRP-dsDNA/GR-COOH/GCE的電化學(xué)行為105
7.3.7Hg2+的定量檢測(cè)105
7.3.8傳感器特性106
7.3.9在實(shí)際樣品中的應(yīng)用107
7.4本章小結(jié)108
參考文獻(xiàn)108
第8章基于催化發(fā)夾自組裝和銅納米簇構(gòu)建Hg2+電化學(xué)生物傳感器110
8.1引言110
8.2實(shí)驗(yàn)部分111
8.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑111
8.2.2DNA預(yù)處理111
8.2.3金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的制備112
8.2.4凝膠電泳實(shí)驗(yàn)112
8.2.5電化學(xué)測(cè)量112
8.3結(jié)果與討論112
8.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理112
8.3.2銅納米簇的表征113
8.3.3凝膠電泳表征114
8.3.4傳感器的電化學(xué)表征114
8.3.5可行性研究115
8.3.6實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化115
8.3.7Hg2+的定量檢測(cè)117
8.3.8傳感器的選擇性與重復(fù)性118
8.3.9在實(shí)際樣品中的應(yīng)用118
8.4本章小結(jié)119
參考文獻(xiàn)119
第9章基于生物條形碼與金標(biāo)銀染信號(hào)放大技術(shù)的Ag+電化學(xué)生物傳感器121
9.1引言121
9.2實(shí)驗(yàn)部分122
9.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑122
9.2.2制備AuNPs和bioDNA-AuNPs123
9.2.3金電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的制備123
9.2.4電化學(xué)測(cè)量123
9.2.5Ag+的檢測(cè)123
9.3結(jié)果與討論124
9.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理124
9.3.2銀增強(qiáng)前后表征124
9.3.3Ag enhancer/dsDNA/MCH/Au的電化學(xué)特性127
9.3.4實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化128
9.3.5Ag enhancer/dsDNA/MCH/Au的電化學(xué)行為129
9.3.6Ag+的定量檢測(cè)129
9.3.7傳感器特性130
9.3.8在實(shí)際樣品中的應(yīng)用131
9.4本章小結(jié)132
參考文獻(xiàn)132
第10章基于磁性納米粒子和雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的Ag+電化學(xué)生物傳感器135
10.1引言135
10.2實(shí)驗(yàn)部分136
10.2.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑136
10.2.2Fe3O4@Au的制備137
10.2.3二茂鐵標(biāo)記-NH2修飾的寡核苷酸137
10.2.4單鏈DNA-Fe3O4@Au的制備137
10.2.5Fe3O4@Au偶聯(lián)HCR反應(yīng)137
10.2.6金磁電極表面的處理及電化學(xué)生物傳感器的制備137
10.2.7凝膠電泳實(shí)驗(yàn)138
10.3結(jié)果與討論138
10.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理138
10.3.2材料的表征139
10.3.3凝膠電泳表征140
10.3.4傳感器的電化學(xué)行為141
10.3.5實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化142
10.3.6Ag+的定量檢測(cè)145
10.3.7Ag+傳感器的選擇性145
10.3.8在實(shí)際樣品中的應(yīng)用145
10.4本章小結(jié)147
參考文獻(xiàn)147
第11章基于Fe3O4@Au和聚合酶等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)的Ni2+電化學(xué)生物傳感器149
11.1引言149
11.2實(shí)驗(yàn)部分150
11.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑150
11.2.2Fe3O4@Au的制備151
11.2.3單鏈DNA-Fe3O4@Au的制備151
11.2.4聚合酶等溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)151
11.2.5金磁電極表面的處理及Ni2+電化學(xué)生物傳感器的制備151
11.2.6凝膠電泳實(shí)驗(yàn)151
11.3結(jié)果與討論152
11.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理152
11.3.2凝膠電泳的表征152
11.3.3傳感器的電化學(xué)行為152
11.3.4實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化154
11.3.5掃描速度的影響156
11.3.6Ni2+的定量檢測(cè)157
11.3.7傳感器的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性157
11.3.8在實(shí)際樣品中的應(yīng)用158
11.4本章小結(jié)159
參考文獻(xiàn)159
第12章基于Fe3O4@Au和核酸內(nèi)切酶的Cu2+電化學(xué)生物傳感器160
12.1引言160
12.2實(shí)驗(yàn)部分161
12.2.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑161
12.2.2二茂鐵標(biāo)記-NH2修飾的寡核苷酸161
12.2.3Fe3O4@Au的制備162
12.2.4單鏈DNA-Fe3O4@Au的制備162
12.2.5聚合酶等溫?cái)U(kuò)增和核酸內(nèi)切酶反應(yīng)162
12.2.6金磁電極表面的處理及Cu2+電化學(xué)生物傳感器的制備162
12.3結(jié)果與討論162
12.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理162
12.3.2傳感器的電化學(xué)行為163
12.3.3實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化164
12.3.4掃描速度的影響166
12.3.5Cu2+的定量檢測(cè)167
12.3.6傳感器的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性167
12.3.7在實(shí)際樣品中的應(yīng)用168
12.4本章小結(jié)169
參考文獻(xiàn)169
第13章基于雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和銀納米簇構(gòu)建Cd2+電化學(xué)生物傳感器171
13.1引言171
13.2實(shí)驗(yàn)部分172
13.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑172
13.2.2金電極表面的處理及Cd2+電化學(xué)生物傳感器的制備172
13.2.3凝膠電泳實(shí)驗(yàn)173
13.2.4電化學(xué)測(cè)量173
13.3結(jié)果與討論173
13.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理173
13.3.2銀納米簇的表征173
13.3.3凝膠電泳表征175
13.3.4傳感器的電化學(xué)表征175
13.3.5可行性研究176
13.3.6實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化177
13.3.7Cd2+的定量檢測(cè)178
13.3.8傳感器的選擇性與重復(fù)性178
13.3.9在實(shí)際樣品中的應(yīng)用179
13.4本章小結(jié)179
參考文獻(xiàn)180
第14章總結(jié)與展望181
14.1總結(jié)181
14.2展望183
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