本发明专利技术公开了一种检测有机氯农药的电致化学发光传感器的制备方法。本发明专利技术首先制备了一种新型二维纳米复合材料——二氧化钛/二硫化钼复合材料，即铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料FeMn‑TiO2/MoS2，利用该材料的良好的生物相容性和大的比表面积，负载上有机氯农药抗体，在进行检测时，由于铁、锰共掺杂二氧化钛可以催化过氧化氢原位生成O2，并与底液中的K2S2O8进行电化学反应，产生电致化学发光信号，再利用抗体与抗原的特异性定量结合对电子传输能力的影响，使得电流强度降低，从而降低发光强度，最终实现了采用无标记的电致化学发光方法检测有机氯农药的电致化学发光传感器的构建。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电致化学发光有机氯传感器的制备方法。属于新型纳米功能材料与生物传感器
技术介绍
有机氯农药是用于防治植物病、虫害的组成成分中含有有机氯元素的有机化合物。其中以苯为原料的有机氯农药，如杀虫剂DDT、杀螨剂三氯杀螨砜、杀菌剂五氯硝基苯等，这类有机氯农药结构较稳定，生物体内酶难于降解，所以积存在动、植物体内的有机氯农药分子消失缓慢。由于这一特性，它通过生物富集和食物链的作用，使得环境中的残留农药会进一步得到富集和扩散。通过食物链进入人体的有机氯农药能在肝、肾、心脏等组织中蓄积，特别是由于这类农药脂溶性大，所以在体内脂肪中的积累储存更突出。蓄积的残留农药也能通过母乳排出，或转入卵蛋等组织，影响后代。目前，检测有机氯农药的方法主要有色谱法、质谱法等。此类方法仪器贵重、操作复杂，化验人员需要专业培训后才能进行检测。因此，研发成本低、检测快、灵敏度高、特异性强的有机氯农药传感器具有重要意义。电致化学发光传感器由于其灵敏度高、特异性好、操作简便等优点被广泛应用于临床诊断、药物分析、环境监测等领域。制备性能优越的电致化学发光传感器，其最关键技术就是发光强度及稳定性和免疫分子的有效固定及重现性等性能的提高。二氧化钛是应用最为广泛的一种光催化剂材料，由于片状二氧化钛纳米材料能够暴露更多的高指数晶面，具有更高的光催化活性，二氧化钛纳米片具有比纳米粒子更好地应用前景，对于二氧化钛纳米片的研究也备受关注。同时，二氧化钛导电性差也限制了由单一二氧化钛纳米材料构建的电致化学发光传感器的灵敏度普遍不高，不利于实际应用。但是，在半导体纳米材料上修饰或复合特殊的纳米材料，可以有效提高半导体表面的共振能量转移，产生更强的发光强度，并大大提高检测灵敏度。因此，设计、制备高效、稳定的二氧化钛纳米片及其修饰物是制备电致化学发光传感器的关键技术。二硫化钼（化学式为MoS2）纳米材料，具有二维层状结构，是应用最广泛的固体润滑剂之一。其剥离后的片状二维纳米材料，是性能优异的半导体纳米材料，除了具有大的比表面积，可以作为催化剂和生物抗体的载体，提高负载量，同时作为助催化剂也具有优良的电子传递性能。目前，大多数的合成手段都是分开合成后，再将催化剂与载体进行复合，过程繁琐，产率不高。因此，对于原位复合制备具有优良电致化学发光性能的二维纳米复合材料具有广泛的应用前景和重要的科学意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备简单、灵敏度高、检测快速、特异性强的电致化学发光生物传感器的制备方法，所制备的传感器，可用于有机氯农药的快速、灵敏检测。基于此目的，本专利技术首先制备了一种新型二维纳米复合材料——二氧化钛/二硫化钼复合材料，即铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料FeMn-TiO2/MoS2，利用该材料的良好的生物相容性和大的比表面积，负载上有机氯农药抗体，在进行检测时，由于铁、锰共掺杂二氧化钛可以催化过氧化氢原位生成O2，并与底液中的K2S2O8进行电化学反应，产生电致化学发光信号，再利用抗体与抗原的特异性定量结合对电子传输能力的影响，使得电流强度降低，从而降低发光强度，最终实现了采用无标记的电致化学发光方法检测有机氯农药的电致化学发光传感器的构建。本专利技术采用的技术方案如下：1. 一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于所述的电致化学发光生物传感器由工作电极、FeMn-TiO2/MoS2、有机氯农药抗体、牛血清白蛋白组成；所述的FeMn-TiO2/MoS2为铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料；其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：a. 制备FeMn-TiO2/MoS2；b. 制备电致化学发光生物传感器；其中，步骤a制备FeMn-TiO2/MoS2的具体步骤为：（1）取0.6 g二硫化钼粉末、0.2 ~ 2.0 mmol铁盐和0.2 ~ 2.0 mmol锰盐共同加入到3~10 mL正丁基锂溶液中，在氮气保护和30 ~ 60 ℃下，搅拌12 ~ 48小时，得到反应后的溶液；（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；（3）取10 ~ 500 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.5 ~ 0.8 mL氢氟酸，然后160~200 ℃下在反应釜中反应18 ~ 24小时；（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；所述的铁盐选自下列之一：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁、有机铁化合物；所述的锰盐选自下列之一：硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、乙酸锰、有机锰化合物；所述的非极性溶剂选自下列之一：己烷、环己烷、四氯化碳、苯、甲苯；所述的水浴超声处理，处理时间为1小时；步骤b制备电致化学发光生物传感器的具体步骤为：（1）以ITO导电玻璃为工作电极，在电极表面滴涂8~12 µL的FeMn-TiO2/MoS2溶胶，室温下晾干；（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得有机氯农药传感器；所述的FeMn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的FeMn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；所述的PBS为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4。2. 本专利技术所述的制备方法所制备的电致化学发光生物传感器的应用，其特征在于，包括如下应用步骤：a. 标准溶液配制：配制一组包括空白标样在内的不同浓度的有机氯农药标准溶液；b. 工作电极修饰：将如权利要求1所述的制备方法所制备的电致化学发光生物传感器为工作电极，将步骤a中配制的不同浓度的有机氯农药标准溶液分别滴涂到工作电极表面，4 ℃ 冰箱中保存；c. 工作曲线绘制：将Ag/AgCl电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，与步骤b所修饰好的工作电极组成三电极系统，连接到电致化学发光检测设备上；在电解槽中先后加入15 mL的K2S2O8溶液和100 µL 的H2O2溶液；用循环伏安法对组装的工作电极施加循环电压；根据所得的电致化学发光的光信号强度与有机氯农药抗原标准溶液浓度之间的关系，绘制工作曲线；空白标样的光信号强度记为D0，含有不同浓度的有机氯农药标准溶液的光信号强度记为Di，响应光信号强度降低的差值为ΔD = D0-Di，ΔD 与有机氯农药标准溶液的质量浓度C 之间成线性关系，绘制ΔD －C 工作曲线；d. 有机氯农药的检测：用待测样品代替步骤a中的有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于所述的电致化学发光生物传感器由工作电极、FeMn‑TiO2/MoS2、有机氯农药抗体、牛血清白蛋白组成；所述的FeMn‑TiO2/MoS2为铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于所述的电致化学发光生物传感器由工作电极、FeMn-TiO2/MoS2、有机氯农药抗体、牛血清白蛋白组成；所述的FeMn-TiO2/MoS2为铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料。2.如权利要求1所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下两个制备步骤：a. 制备FeMn-TiO2/MoS2；b. 制备电致化学发光生物传感器。3.如权利要求1和2所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于，所述的FeMn-TiO2/MoS2的具体制备步骤为：（1）取0.6 g二硫化钼粉末、0.2 ~ 2.0 mmol铁盐和0.2 ~ 2.0 mmol锰盐共同加入到3~10 mL正丁基锂溶液中，在氮气保护和30 ~ 60 ℃下，搅拌12 ~ 48小时，得到反应后的溶液；（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；（3）取10 ~ 500 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.5 ~ 0.8 mL氢氟酸，然后160~200 ℃下在反应釜中反应18 ~ 24小时；（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/M...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，吴丹，王耀光，范大伟，魏琴，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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