基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及电化学检测技术领域，公开一种基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器及其制备和应用。本发明专利技术传感器的玻碳电极外表面依次由作为发光体的ZnPTC

【技术实现步骤摘要】
基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器及其制备和应用


[0001]本专利技术属于电化学检测
，涉及一种基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器及其制备和应用。具体涉及一种将ZnPTC
‑
MnCO3修饰电极作为发光体，以氨基功能化的Fe3O4纳米粒子(Fe3O4‑
NH2)作为内滤光效应的受体(吸收体)。将发光体与受体之间通过两条DNA链(apt、cDNA)连接，共同修饰在电极上，具有特异性识别作用的BPA适配体(apt)为识别元素，然后以该ECL
‑
IFE传感器为工作电极，定量检测水环境中的内分泌干扰物的电化学发光分析方法。

技术介绍

[0002]工业活动而产生的环境污染物，常见的有多环芳烃类，多氯联苯类，双酚A等。其中，双酚A(BPA)是一种典型的工业化合物类的内分泌干扰物，常被用作于防晒乳液、洗发水、香皂等的制造。在很多塑料用品的生产制作过程当中，加入适当量的双酚A能够使其具备晶莹剔透、轻盈耐用和明显的抗摔打性等优良的特征。大量的研究证明BPA是一种类似内源性雌激素的功能分子结构，可与雌激素受体结合，模拟全身的雌激素活动，通过遗传修饰方式破坏免疫系统，并引发多发性硬化症的神经炎症、炎症性肠病的结肠炎等疾病。BPA在地表水、工业污水和生活污水中被频繁检测到，对水生生态系统构成威胁，因此，建立一个便捷准确和简单的方法来分析测定BPA具有重要意义。
[0003]内滤光效应(IFE)是一种简单有效增强灵敏度的方法，只需要受体的吸收与供体的发射重叠即可实现信号转导。同时，IFE策略不需要对供体进行表面修饰，也不需要在供体和受体之间建立任何共价连接来满足特定距离，它们的IFE效率与光谱重叠程度直接相关。其受体具有类似黑体的功能结构，包括吸收宽波长范围内的光，通过无辐射的方式来耗散能量，光吸收物质可以有效地降低共存发光体的发光强度。将IFE与ECL方法相结合，为检测环境内分泌干扰物提供了新思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一为，为了进一步提高物质的检测灵敏度，提供一种具有高灵敏度的Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE电化学发光传感器。基于ZnPTC
‑
MnCO3与Fe3O4‑
NH2之间存在的内滤光效应机制，实现了对目标物的定量检测。该传感器具有检测灵敏度高、检测范围宽、准确度高的优点。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE电化学发光传感器，电化学发光检测中用作工作电极，包括玻碳电极，玻碳电极外表面依次由作为发光体的ZnPTC
‑
MnCO3、与待测物相适应的配体apt、连接受体的互补链cDNA以及作为内滤光效应受体的Fe3O4‑
NH2修饰，ZnPTC
‑
MnCO3和Fe3O4‑
NH2之间通过apt与cDNA连接；ZnPTC
‑
MnCO3是由MnCO3花球表面经高压釜加热反应生长片状Zn
‑
MOF所得的复合物。
[0007]本专利技术提供的Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE电化学发光传感器中ZnPTC
‑
MnCO3与Fe3O4‑
NH2之间存在的内滤光效应机制，由于ZnPTC
‑
MnCO3(供体)的电化学发光发射光谱与Fe3O4‑
NH2(受体)的紫外可见吸收光谱之间存在很大的面积重叠，所以两者之间可能存在内滤光效应机制或共振能量转移机制，为了验证没有发生能量转移，通过Fe3O4‑
NH2添加前后ZnPTC
‑
MnCO3的荧光寿命变化可以看出并无明显变化，因为RET机制存在时会降低ZnPTC
‑
MnCO3的荧光寿命。综上所述，ZnPTC
‑
MnCO3的ECL强度的下降归因于基于内滤效应的稳定猝灭机制，并且添加BPA的浓度与增加的光强具有线性关系。ECL
‑
IFE构建的传感器的灵敏度更高、特异性更强、线性范围拓宽。
[0008]进一步的，ZnPTC
‑
MnCO3与Fe3O4‑
NH2的质量比为2:1，Fe3O4‑
NH2的修饰量为0.002
‑
0.004mg。
[0009]本专利技术的第二个目的是提供了上述Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE电化学发光传感器的制备方法，包括如下步骤：用微量进样器移取ZnPTC
‑
MnCO3的乙醇溶液滴于洁净干燥的玻碳电极表面(清洗方法常规，例如将玻碳电极抛光，依次用硝酸、无水乙醇和去离子水分别超声，自然晾干待用)，室温干燥，得到ZnPTC
‑
MnCO3/GCE修饰电极；将apt经EDC
·
NHS活化后连接到供体上，得到apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE；最后滴涂Fe3O4‑
NH2/cDNA分散液(Fe3O4‑
NH2和cDNA的混合分散液)，得到所述Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE。
[0010]进一步的，ZnPTC
‑
MnCO3的制备方法包括如下操作步骤：
[0011]将MnCO3与K4PTC、可溶锌盐(优选Zn(NO3))在超纯水中混合，超声分散并搅拌均匀后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应，将所得产物用去离子水和乙醇离心洗涤后干燥，得到淡黄色的固体即为ZnPTC
‑
MnCO3。
[0012]更进一步的，加热反应温度为80～130℃，反应时间为10～12h，可溶锌盐、K4PTC与MnCO3的摩尔比为2:1:2
[0013]进一步的，MnCO3可通过如下方法制得：
[0014]将乙二醇和超纯水在烧杯中混合并添加硫酸锰，超声搅拌至完全溶解。然后滴加碳酸氢钠溶液，继而在室温下搅拌，得到的固体产物经过离心、洗涤、干燥后，收集的白色粉末即为MnCO3。
[0015]进一步的，Fe3O4的制备方法，包括如下操作步骤：
[0016]S1.将摩尔比2:1的氯化铁和氯化亚铁溶解在水中；
[0017]S2.将步骤S1得到的混合液在35℃剧烈搅拌均匀；
[0018]S3.将步骤S2得到的均匀溶液升温至50℃后，加入1mol/L的NaOH溶液调节pH至10，继续剧烈搅拌；
[0019]S4.将步骤S3得到的混合物在80℃的氮气氛围中加热反应，用磁性沉淀法分离产物；
[0020]S5.将步骤S4分离的磁性沉淀物用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器，其特征在于，结构为Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE，包括玻碳电极，玻碳电极外表面依次由作为发光体的ZnPTC
‑
MnCO3、与待测物相适应的配体apt、连接受体的互补链cDNA以及作为内滤光效应受体的Fe3O4‑
NH2修饰，ZnPTC
‑
MnCO3和Fe3O4‑
NH2之间通过apt与cDNA连接；ZnPTC
‑
MnCO3是由MnCO3花球表面经高压釜加热反应生长片状Zn
‑
MOF所得的复合物。2.根据权利要求1所述的基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器，其特征在于，ZnPTC
‑
MnCO3与Fe3O4‑
NH2的质量比为2:1。3.根据权利要求1或2所述的基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：用微量进样器移取ZnPTC
‑
MnCO3的乙醇溶液滴于洁净干燥的玻碳电极表面，室温干燥，得到ZnPTC
‑
MnCO3/GCE修饰电极；将apt经EDC
·
NHS活化后连接到供体上，得到apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE；最后滴涂Fe3O4‑
NH2/cDNA分散液，得到Fe3O4‑
NH2/cDNA/apt/ZnPTC
‑
MnCO3/GCE。4.根据权利要求3所述的基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，ZnPTC
‑
MnCO3的制备方法包括如下操作步骤：将MnCO3与K4PTC、可溶锌盐在超纯水中混合，超声分散并搅拌均匀后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应，将所得产物用去离子水和乙醇离心洗涤后干燥，得到淡黄色的固体即为ZnPTC
‑
MnCO3。5.根据权利要求4所述的基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，加热反应温度为80～130℃，反应时间为10～12h，可溶锌盐、K4PTC与MnCO3的摩尔比为2:1:2。6.根据权利要求3所述的基于内滤光效应检测内分泌干扰物的电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，Fe3O4‑
NH2/cDNA分散液的制备方法，包括如下操作步骤：A1.将Fe3O4纳米粒子用乙醇溶液超声分散，加入APTMS；A2.将A1得到的混合物加热搅拌50
‑
75℃，使Fe3O4纳米粒子胺基化；A3.离心洗涤干燥得到功能化的Fe3O4‑
NH2固体产物；A4.将适配体互补链cDNA经EDC
·
NHS溶液活化后与Fe3O4‑
NH2充分混合，得到所述Fe3...

【专利技术属性】
技术研发人员：单学凌，宋清远，卜李银，蒋鼎，陈智栋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：