The present invention provides a biosensor for the detection of arsenic (III). A piezoelectric sensing system for the highly sensitive detection of arsenite (III) was constructed by self-assembly of Mercaptoethylamine on the surface of quartz crystal microbalance (QCM) gold electrode to capture arsenite ions. The specific binding ability between oligonucleotide adapters and arsenite ions was utilized. Based on the fact that the change of frequency signal of QCM electrode is proportional to the concentration of arsenite, the quantitative detection of arsenite (III) can be realized by determining the frequency signal of QCM electrode. The biosensor and the detection method provided by the invention have the advantages of simple operation, low cost, high detection sensitivity and strong specificity, and can realize the efficient detection of arsenite.
【技术实现步骤摘要】
一种生物传感器及检测方法
本专利技术涉及传感器领域,具体涉及一种生物传感器及检测方法。
技术介绍
砷(Ⅲ)对于动植物有强烈的毒害作用,由于砷(Ⅲ)在土壤、水和农作物中的污染量不断增加,已成为一种常见的环境毒物,引起全球的广泛关注。当前的检测手段主要以砷斑法、银盐法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法为主。前两种手段为化学法,操作较为繁琐、灵敏度不高,不适应现代发展的需要;后两种检测手段为仪器分析法,虽有较高的准确性,但其所需仪器昂贵,且需要专业人员的操作,费力费时,难以满足大规模应用及实时原位检测的需要。所以研究出一种快速、简便、低成本、高灵敏度的砷(Ⅲ)检测手段具有十分重要的意义。压电传感器是近年来发展较快的一种生物传感器,它具有质量响应的高灵敏度和高特异性,检测简便快速,方法易于标准化。石英晶体微天平(QCM)是一类压电式传感器,已广泛应用于生物、医学、化学等领域,具有灵敏度高,体积小、设备简单、操作简便、检测费用低、能实时在线检测等优点。自组装单层膜技术是一种简单的表面修饰的方法,是分子通过化学键相互作用在自发吸附在固/液或气/固界面形成的有序排列的单分子层膜,被广泛用于固定于各种金属及氧化物表面。基于巯基乙胺自组装膜的压电传感器主要是通过在QCM的电极上修饰一种自组装膜,利用亚砷酸根离子与寡聚核苷酸适配体的特异性结合来实现检测。由于硫-金体系的自组装分子层成膜容易,制备简单,稳定性和有序性高,所以利用巯基乙胺的巯基与金电极形成Au-S化学键吸附于金电极表面,固定亚砷酸根离子,利用亚砷酸根离子与适配体结合导致的频率变化响应值进行砷(Ⅲ)的检测。专利技术内 ...
【技术保护点】
1.一种生物传感器,用于检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度,其特征在于,包括:测定电极,用于检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度;以及测定溶液,用于辅助所述测定电极检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度,其中,所述测定电极的制备方法如下:步骤一,取石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)晶片,用第一溶液处理QCM晶片表面2~5min;步骤二,清洗经过步骤一处理的QCM晶片,并干燥QCM晶片;步骤三,将干燥后的QCM晶片浸泡于第二溶液中,置于密闭容器中常温避光反应第一时间;步骤四,将经过步骤三处理过的QCM晶片放入第三溶液中,置于密闭容器中常温避光反应第二时间;步骤五,清洗经过步骤四处理的QCM晶片,并干燥QCM晶片,得到的QCM晶片即为所述测定电极,所述测定溶液的制备方法如下:第一步骤,将四氯金酸加热至沸腾,迅速加入柠檬酸二钠溶液,加热第三时间之后冷却至室温,制得纳米金溶液;第二步骤,将纳米金溶液与巯基修饰的寡聚核苷酸适配体按照1:50~1:150摩尔比混合反应第四时间,再加入Tris‑HCl(pH7.4)缓冲液,放置24h;第三步骤,将经过第二步骤得到的溶液在离 ...
【技术特征摘要】
1.一种生物传感器,用于检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度,其特征在于,包括:测定电极,用于检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度;以及测定溶液,用于辅助所述测定电极检测待测溶液中的砷(Ⅲ)的浓度,其中,所述测定电极的制备方法如下:步骤一,取石英晶体微天平(QuartzCrystalMicrobalance,QCM)晶片,用第一溶液处理QCM晶片表面2~5min;步骤二,清洗经过步骤一处理的QCM晶片,并干燥QCM晶片;步骤三,将干燥后的QCM晶片浸泡于第二溶液中,置于密闭容器中常温避光反应第一时间;步骤四,将经过步骤三处理过的QCM晶片放入第三溶液中,置于密闭容器中常温避光反应第二时间;步骤五,清洗经过步骤四处理的QCM晶片,并干燥QCM晶片,得到的QCM晶片即为所述测定电极,所述测定溶液的制备方法如下:第一步骤,将四氯金酸加热至沸腾,迅速加入柠檬酸二钠溶液,加热第三时间之后冷却至室温,制得纳米金溶液;第二步骤,将纳米金溶液与巯基修饰的寡聚核苷酸适配体按照1:50~1:150摩尔比混合反应第四时间,再加入Tris-HCl(pH7.4)缓冲液,放置24h;第三步骤,将经过第二步骤得到的溶液在离心机上以14000r/min的速度离心30min获得沉淀物,使用HEPES(pH7.4)缓冲液清洗沉淀物数次,最后将获得的沉淀物分散于HEPES(pH7.4)溶液中,得到的溶液即为所述测定溶液。2.根据权利要求1所述的生物传感器,其特征在于:其中,所述第一溶液为食人鱼溶液(浓H2S04:30%H202=3...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐斐,袁敏,叶泰,于劲松,曹慧,
申请(专利权)人:上海理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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