基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器，以乐果(DIM)为靶标分析物，PCN

【技术实现步骤摘要】
基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器


[0001]本专利技术涉及农药检测
，尤其涉及一种基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器。

技术介绍

[0002]随着传感技术在分析化学领域的不断发展，光电化学(photoelectrochemical，PEC)传感由于其低背景、快速响应和易于操作等优点而显示出令人惊讶的潜力，与电化学传感相比，激发源和信号之间的完全能量分离显著降低了传感过程的电位依赖性。典型的光电化学传感器由两个基本部件构成：产生信号的光活性材料和捕获目标的识别元件，现今各种类型的光活性材料已被开发用于光电化学传感领域中，包括金属氧化物、金属硫化物和有机半导体。然而，这些材料相对固定的内部结构导致其表面开放位置较少，禁带难以调整，吸光范围较窄。因此，需要一种结构灵活、载流子分离效率高、禁带范围可调的新型光活性材料用于光电化学传感中。
[0003]金属有机框架材料(Metal organic framework,MOF)是一种具有优良的比表面积和高孔隙率的结晶多孔材料，它是由有机配体和金属节点通过配位键自组装而成。典型的光活性MOF由卟啉、酞菁和芘作为有机配体与金属中心配位形成。这些有机配体的光子捕获特性在光电转换过程发挥重要的作用，使MOF产生良好的载流子分离效率、适当的禁带宽度和高的光电转换效率。此外MOF的多孔结构可以通过各种方式连接其他客体材料促进异质结构的形成，而复合材料的形成表现出优越的PEC性能。曹等基于Cu
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BTC
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MOF/g
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C3N4纳米片构建了草甘膦PEC传感器，通过π
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π相互作用和物理吸附，将Cu
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BTC
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MOF与g
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C3N4结合，制备出一种比单一材料具有更好的光电流的复合材料。
[0004]目前，大多数基于MOF的PEC传感器更关注半导体光电信号的获取和放大；它们的识别策略通常涉及适体和相对独立于光电信号产生过程的免疫反应。因此，发展对特定类型目标具有亲和力的光活性MOF是一个非常有吸引力的课题。此外，亲和力与光电转换过程之间的关系也是一个有趣的问题。
[0005]有机磷农药(OPs)由于接触率高用量少，因此被广泛应用于防治水果和蔬菜的害虫中。有机磷农药抑制乙酰胆碱酯酶，导致乙酰胆碱的积累对中枢神经系统产生不可逆的损伤。长期使用OPs，会通过受污染的环境介质(水、食物和土壤等)严重影响非目标生态系统。鉴于有机磷农药对人类健康和环境有害，亟需发展快速准确的有机磷检测方法。各种以实验室为基础的方法，例如薄层色谱(tLC)、气相色谱
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液相色谱质谱法(GC
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MS)、高效液相色谱法(HPLC)、酶联免疫吸附试验(ELISA)等，已被应用于定量分析有机磷农药残留。然而，这些方通常需要使用昂贵的仪器，过程耗时，以及需要专业人员才能操作。因此，迫切需要开发快速、经济、可靠的OPs传感方法。受天然有机磷化学水解酶的启发，最近，通过利用Zr
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O团簇中μ3‑
OH基团的桥联作用，锆基MOF材料已经成为优秀的有机磷化学吸附剂和多相水解催化剂的候选材料。然而，这些MOF酶通常是以单金属为中心的，多金属中心光活性MOF与有机磷结构的亲和力研究尚未见报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对如何开发出一种快速、经济、可靠的针对有机磷化学除害剂的检测方法的问题，提出了一种基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器。
[0007]本基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器，制备方法包括：
[0008]步骤一、制备PCN
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224(Zn)/Nb4C3异质结：分别合成PCN
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224(Zn)粉末和Nb4C3粉末，将10mg的PCN
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224(Zn)与10mg的Nb4C3加入5mL甲醇中，超声处理30min，制备PCN
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224(Zn)/Nb4C3分散体；
[0009]步骤二、构建基于PCN
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224(Zn)/Nb4C3的分子印迹光电化学传感器(MIPECS)：
[0010]在活化的ITO玻璃上滴加50μL的PCN
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224(Zn)/Nb4C3分散体，然后在25℃下风干，制备出了修饰电极PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO；
[0011]以PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO为工作电极，在pH5.6的含有1mmol/L DIM和3.0mmol/L o
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PD的柠檬酸
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柠檬酸钠缓冲液中，以50mV/s的扫描速率进行30次的循环伏安扫描，制备得到分子印迹聚合物修饰电极MIP/PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO；
[0012]将MIP/PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO在甲醇中浸泡3分钟，去除DIM，得到乐果分子印迹光电化学传感器(DIM
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MIPECS)。
[0013]步骤一中PCN
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224(Zn)粉末的合成方法为：通过超声波将60mg的ZrCl，20mg的Zn
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TCPP和0.8g的苯甲酸溶解于4mL的DMF中10min，得到的混合物被转移到聚四氟乙烯PTFE反应器中，并在120℃的烤箱中加热24小时，配位形成MOF，将沉淀物用DMF和甲醇洗涤三次，然后将沉淀物重新分散在甲醇中并使其稳定12h，最后将分散体在80℃下干燥12h，制得PCN
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224(Zn)粉体。步骤一中Nb4C3粉末的合成方法为：将0.8g的Nb4AlC3‑
MAX浸入20mL的49wt％的HF溶液中，并将混合物在25℃下磁力搅拌96小时，用去离子水洗涤酸性混合物并离心直到pH值超过6.0，然后放置于25wt％的TMAOH溶液中，磁力搅拌5h，进一步膨胀，形成多层Nb4C3T
x
，产品反复洗涤，再分散在去离子水中，并超声处理1小时，未分层的沉淀物在2000rpm离心20分钟后被除去，收集上清液中的层状MXene片，在80℃下真空干燥8h，得到Nb4C3粉末。
[0014]步骤二中ITO玻璃的活化方法为：将ITO玻璃依次用丙酮、乙醇和超纯水冲洗，然后通过在均为1mol/L且体积比为1:1的乙醇/NaOH溶液中浸泡15分钟活化，然后用去离子水冲洗。
[0015]本专利技术还提供了一种关于DIM的检测方法：DIM
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MIPECS应用于植物源食品中痕量DIM的检测：将5g植物样品加入到10mL的甲醇中，匀浆5min，然后超声处理20min，之后过滤所得悬浮液以12000rpm离心5分钟，取1mL上清液，加入9mL的0.1mol/L柠檬酸
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柠檬酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器，其特征在于，制备方法包括：步骤一、制备PCN
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224(Zn)/Nb4C3异质结：分别合成PCN
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224(Zn)粉末和Nb4C3粉末，将10mg的PCN
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224(Zn)与10mg的Nb4C3加入5mL甲醇中，超声处理30min，制备PCN
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224(Zn)/Nb4C3分散体；步骤二、构建基于PCN
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224(Zn)/Nb4C3的分子印迹光电化学传感器MIPECS：在活化的ITO玻璃上滴加50μL的PCN
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224(Zn)/Nb4C3分散体，然后在25℃下风干，制备出了修饰电极PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO；以PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO为工作电极，在pH5.6的含有1mmol/LDIM和3.0mmol/Lo
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PD的柠檬酸
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柠檬酸钠缓冲液中，以50mV/s的扫描速率进行30次的循环伏安扫描，制备得到分子印迹聚合物修饰电极MIP/PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO；将MIP/PCN
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224(Zn)/Nb4C3/ITO在甲醇中浸泡3分钟，去除DIM，得到乐果分子印迹光电化学传感器DIM
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MIPECS。2.根据权利要求1所述的基于多中心亲和MOF的乐果分子印迹光电化学传感器，其特征在于，所述步骤一中PCN
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224(Zn)粉末的合成方法为：通过超声波将60mg的ZrCl，20mg的Zn
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TCPP和0.8g的苯甲酸溶解于4mL的DMF中10min，得到的混合物被转移到聚四氟乙烯PTFE反应器中，并在120℃的烤箱中加热24小时，配位形成MOF，将沉淀物用DMF和甲醇洗涤三次，然后将沉淀物重新分散在甲醇中并使其稳定12h，最后将分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雄辉，黎舒怀，庞朝海，吴雨薇，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院分析测试中心，
类型：发明
国别省市：