碳纳米管作为一种结构独特的一维纳米材料,不仅拥有优异的力学、电学、光学和磁学特性,还表现出良好的生物相容性和生物功能性。通过对碳纳米管进行修饰和改性,可制备出具备各种优良性能的碳纳米管复合材料,从而广泛应用于生物检测领域。综述了碳纳米管复合材料在药物检测、病毒检测、肿瘤检测以及基因检测方面的应用,并对目前亟待研究的重要问题及研究方向进行了展望。
Carbon nanotubes (CNTs) exhibit special mechanical,electrical,magnetic and optical properties as one-dimensional nanomaterials.Meanwhile,CNTs show preferable biocompatibility and biofunction.Therefore,CNTs can be modified to prepare composites with excellent properties,which are widely used in the field of biological detection.The applicatings of CNTs based composites in drug detection,virus detection,tumor detection and gene detection were discussed.The progressive directions of the important issues were also discussed and expected.
[1] Iijima S.Helical microtubules of graphitic carbon[J].Nature,1991,354(6348):56-58.
[2] 张璐,朱红,林海燕,等.化学气相沉积法制备多壁碳纳米管[J].化工新型材料,2007,35(11):37-39.
[3] Kim S N,Rusling J F,Papadimitrakopoulos F.Carbon nanotubes for electronic and electrochemical detection of biomolecules[J].Advanced Materials,2007,19(20):3214-3228.
[4] Avouris P,Freitag M,Perebeinos V.Carbon-nanotube photonics and optoelectronics[J].Nature Photonics,2008,2(6):341-350.
[5] Sgobba V,Guldi D M.Carbon nanotubes-electronic/electrochemical properties and application for nanoelectronics and photonics[J].Chemical Society Reviews,2009,38(1):165-184.
[6] Zhang M,He D W,Zhang X Y,et al.Thermal stability of carbon nanotubes under 5.5GPa[J].Carbon,1997,35(10-11):1671-1673.
[7] Ming Z,Diner B A.Solution redox chemistry of carbon nanotubes[J].Journal of the American Chemical Society,2004,126(47):15490-15494.
[8] Jiang C Y,Zhao J L,Therese H A,et al.Raman imaging and spectroscopy of heterogeneous individual carbon nanotubes[J].Jphyschemb,2003,107(34):8742-8745.
[9] 殷实,古宏晨,徐宏.基于磁性纳米颗粒磁学信号的生物检测技术[J].生物医学工程学杂志,2013,30(4):207-211.
[10] 邓丽华,徐振林,杨金易,等.基于纳米材料的分子印迹电化学传感器在硝基呋喃类药物检测的可行性分析[C].广州:“健康与安全”学术研讨会暨2015年广东省食品学会年会,2015.
[11] Britto P J,Santhanam K S V,Ajayan P M.Carbon nanotube electrode for oxidation of dopamine[J].Bioelectrochemistry & Bioenergetics,1996,41(1):121-125.
[12] 陈何靖.碳纳米管阵列修饰的电化学DNA传感器用于多药耐药基因的检测[D].福州:福建医科大学,2015.
[13] 迟旭.基于CNPs的荧光DNA生物传感器在病毒检测中的可行性分析[D].长春:吉林大学,2017.
[14] 杜平.碳纳米管/乙酰胆碱酯酶电化学生物传感快速检测有机磷农药残留[J].现代食品科技,2015,31(11):284-289.
[15] 宋晶晶.氨基功能化碳纳米管敏感界面的构筑及其对生物分子的电化学检测[D].芜湖:皖南医学院,2015.
[16] 王思远,钟霞,柴雅琴,等.基于原位生成的铜纳米颗粒修饰的羧基化多壁碳纳米管构建同时检测抗坏血酸、多巴胺、尿酸的电化学传感器[J].化学传感器,2016,36(2):34-39.
[17] 何保山,杜耕安.基于羧基化多壁碳纳米管修饰玻碳电极快速检测氨基脲的研究[J].分析化学,2017,45(10):1511-1516.
[18] 韩璐,黄大波.碳纳米管修饰电极在药物分析中的应用[J].辽宁化工,2017,46(6):610-612.
[19] Zeng L,Ma C X,Xie G M,et al.Multiwalled carbon nanotube-graphene nanosheet-chitosan-1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate nanocomposites and gold nanoparticle-thionine for electrochemical detection of cytomegalovirus phosphoprotein[J].Journal of Nanoscience & Nanotechnology,2016,16(7):6726-6733.
[20] 杨晓溪,李頔,黄承志.基于磁小珠-DNA-碳纳米管三明治组装体的光散射信号检测丙型肝炎病毒基因序列[J].科学通报,2013,58(1):46-52.
[21] 孔德昭,朱怡橙,马伟,等.西瓜花叶病毒三抗体夹心法与纸质免疫检测传感器检测方法的建立[J].食品与生物技术学报,2015,34(4):367-371.
[22] 廖昂,邓启明,董林玲,等.检测风疹病毒IgM抗体石墨烯/多壁碳纳米管电化学传感器的研制[J].中国医药导报,2017,14(14):177-180.
[23] 杨丹娜,王林,谌志强,等.碳纳米管场效应晶体管在生物传感器中的应用[J].生物医学工程学杂志,2011,28(6):1242-1245.
[24] 冯德香.碳纳米材料电化学免疫传感器的构建及其在肿瘤标志物检测中的应用研究[D].芜湖:安徽师范大学,2015.
[25] 陈允硕.肿瘤标志物的临床应用价值[J].中华检验医学杂志,2000,23(1):52-55.
[26] 孟令花.基于碳纳米管—磁性复合纳米材料修饰安培免疫传感器的研究[D].宁波:宁波大学,2011.
[27] 陈庆涛,陈凤华,刘桂霞,等.NaYF4∶Yb/Er-碳纳米管功能纳米材料的制备、表征及其在肿瘤细胞的靶向检测和治疗中的应用[J].中国科学:化学,2011,41(5):798-805.
[28] 李博,郑磊,王前,等.电化学DNA生物传感器设计及在医学检验中的应用进展[J].分子诊断与治疗杂志,2011,3(1):46-50.
[29] 杨丽珠,朱婧,章仁毅,等.基于直立碳纳米管大面积金粒子的DNA生物传感器用于早幼粒白血病/维甲酸受体α融合基因检测[J].分析化学,2016,44(3):391-395.
[30] 王策,王成彬.碳纳米管在医学领域的应用进展[J].临床检验杂志(电子版),2014,3(4):736-739.
[31] 门劭坤.诺氟沙星影响单壁碳纳米管对人体肺细胞的毒性效应以及对其致毒机制的研究[D].青岛:中国海洋大学,2014.
基金资助
国家自然科学基金(11502158、51503140、11632013和11502156)
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