电化学生物传感器 纸基电化学传感器：5分钟内测出新冠病毒
纸基电化学传感器：5分钟内测出新冠病毒
随着新冠肺炎疫情继续在全球蔓延，检测仍然是跟踪和遏制该病毒的关键策略。据《每日科学》杂志7日最新消息，美国伊利诺伊大学格兰杰工程学院生物工程研究生玛哈·阿拉菲夫所在的研究团队，开发出一种快速、超灵敏的检测方法，使用一种纸基电化学传感器，可在5分钟内检测出病毒的存在。
利用类石墨烯二维纳米材料制造生物传感器主要优点是灵敏度高、生产成本低、检测周期快。该团队使用石墨烯开发的电化学生物传感器，带有电子读取装置，可以选择性地检测新冠病毒RNA的存在。传感器有两个组件：用于测量电子读数的平台和用于检测病毒RNA的探针。
研究人员首先在滤纸上涂一层石墨烯纳米片，以形成导电，然后在石墨烯上放置具有预定设计的金电极，作为电子读取的接触点。金和石墨烯都具有高灵敏度和导电性，使得该平台对检测电信号的变化非常敏感。
当前的新冠病毒RNA检测可筛选出新冠病毒中是否存在N基因（核衣壳磷蛋白）。在本研究中，研究小组设计了反义寡核苷酸（ASOS）探针，以瞄准N基因的两个区域。在一个区域发生基因突变的情况下，以两个区域为目标可确保传感器的可靠性。此外，金纳米颗粒（AuNP）被这些单链核酸（ssDNA）覆盖，这显示出传感探针的超灵敏性。
该团队使用新冠病毒检测呈阳性和阴性的样品测试了传感器的性能。与阴性样品相比，传感器显示阳性样品的电压显著升高，并在不到5分钟的时间内确认了病毒RNA的存在。此外，该传感器能够区分这些样品中的病毒RNA载量。病毒载量是衡量感染进展的重要量化指标，也是使用现有诊断方法进行测量的一个挑战。
便携性和低成本让该传感器具有广泛的应用性。其与微控制器和LED屏幕集成在一起，或者通过蓝牙或WiFi与智能手机连在一起，可以在医生办公室甚至家庭医疗点使用。除新冠病毒之外，研究团队认为该系统还适用于检测许多不同疾病的病毒。（实习记者张佳欣）
来源： 科技日报
科研人员研发电化学生物传感器实现有机磷农药的抗干扰高灵敏检测
近日，中国科学院大连化学物理研究所生态环境评价与分析研究组研究员卢宪波、陈吉平团队在电化学生物传感器的研究中取得进展，利用负载铜量子点的超薄石墨炔（Cu@GDY），实现有机磷农药的抗干扰高灵敏检测。
农作物、水体以及大气中的有机磷农药残留对人体健康和生态环境构成威胁。即使是低剂量的有机磷在人体内暴露，也能迅速抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性，阻断神经递质传递。建立简单、快速、可靠的有机磷农药检测方法具有意义。基于乙酰胆碱酯酶抑制原理的电化学生物传感器是一种理想的有机磷检测工具，但由于酶促产物的低电化学活性，无法避免农作物以及环境样品中电活性物质的干扰。
该研究以Cu@GDY为双功能平台，在有效负载酶分子的同时作为酶促产物的高效电催化剂，实现电信号的7倍提升，并将氧化电位降低440mV；对电极反应动力学、活性位点来源、酶促产物与活性位点相互作用的表征，深入研究电催化机理和构效关系；进一步通过对酶抑制动力学的理论推导和实验验证，实现环境样品和食品中有机磷农药的高灵敏检测，检出限低至1ng/mL。此外，作物和环境样品中常见的电活性化合物（维生素、苯酚、苯胺等）不会干扰该传感器的有机磷的测定，为实际样品的检测提供工具。
相关成果以Ultrathin Graphdiynenanosheets Confining Cu Quantum Dots as Robust Electrocatalyst for Biosensing Featuring Remarkably Enhanced Activity and Stability为题，发表在《生物传感器和生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics）上。研究得到国家自然科学基金、大连市科技创新基金等项目的资助。
电化学生物传感器实现有机磷农药的抗干扰高灵敏检测
来源：中国科学院大连化学物理研究所
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