一种同时检测Cd制造技术

本发明专利技术公开了一种同时检测Cd

【技术实现步骤摘要】
一种同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电化学传感
，具体涉及一种同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器及其制备方法和应用，即利用基于MB和银纳米团簇信号的电化学适配体传感器检测食品中Cd
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和Hg
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的应用。

技术介绍

[0002]重金属通过大气或食物链循环在人体器官中积累，导致慢性中毒。镉和汞是典型的重金属，镉的半衰期很长(10
‑
30年)，容易通过破坏肠道菌群、诱导肠道炎症和细胞损伤对多个器官造成严重损害。汞是食品中最常见的重金属污染物之一，可对中枢神经系统造成不可逆的损害，导致退行性变病变。值得注意的是，食物和生物系统中多种重金属离子常常会共存，因此，迫切需要开发两种或多种重金属离子同时定量的检测方法。传统的重金属仪器检测方法包括原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法，这些方法操作复杂、成本较高且无法满足实时检测的要求。相比之下，生物传感器具有低成本、高灵敏度快速筛选的优点。
[0003]电化学技术以其基础理论成熟、操作简单、灵敏度高、检测过程快速等优点，在生物传感器分析中得到了广泛应用。电化学生物传感器结合了电化学传感器的低检出限和生物识别过程的高特异性，具有响应快、灵敏度高、易于操作、小型化等优点。多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物具有高机械强度和导电性，可有效提高电极电导率和比表面积。亚甲基蓝可通过氧化还原反应提供电化学信号，银纳米团簇因其低毒性、高生物相容性和优异的稳定性，可作为一种新型的电化学信号探针，在电化学分析中具有广阔的应用前景。目前，未见基于亚甲基蓝和银纳米团簇信号标签的电化学适配体传感器同时检测Cd
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的相关研究。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术的第一方面提供一种同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器的制备方法，亚甲基蓝和原位生成的银纳米团簇作为电化学信号标签，以适配体作为特异性识别生物分子，以多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰的丝网印刷电极为反应基底，构建同时检测Cd
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的电化学适配体传感器。
[0005]本专利技术的第二方面提供一种同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器，通过上述制备方法得到。
[0006]本专利技术的第三方面提供上述同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器的应用。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]本专利技术的第一方面提供一种同时检测Cd
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的电化学适配体传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)检测过程中生化反应在丝网印刷电极上进行，电极以聚对苯二甲酸乙二醇酯
(PET)为衬底，通过丝网印刷在基底上固定工作电极、对电极和参比电极，其中工作电极和对电极由石墨和聚丙烯酸衍生物组成，参比电极由银/氯化银浆料组成；
[0010](2)聚乙烯亚胺辅助溶解和还原制备多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物；
[0011](3)制备的多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰丝网印刷电极以提高电导率和比表面积，得到多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰电极；
[0012](4)亚甲基蓝标记的Cd
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适配体(MB
‑
Apt)一端的巯基与电极表面的金纳米粒子通过金硫键进行共价偶联，得到MB
‑
Apt修饰电极；
[0013](5)待测物和ssDNA同时滴加至MB
‑
Apt修饰电极上，然后在ssDNA富C序列端原位生成银纳米团簇，通过测定MB和银纳米团簇的电化学信号分别实现对Cd
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和Hg
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的检测。
[0014]一些实施例中，步骤(1)中，所述丝网印刷电极的工作电极直径为3.5毫米。
[0015]一些实施例中，步骤(2)中，所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物的制备方法包括：多壁碳纳米管和聚乙烯亚胺分散在水溶液中，超声处理，得到多壁碳纳米管分散液；将氯金酸加入体系中，在水浴加热条件下，聚乙烯亚胺辅助将氯金酸还原成金纳米粒子，冷却至室温，离心洗涤，除去上清液，浓缩，避光低温保存。
[0016]一些实施例中，步骤(2)中，所述多壁碳纳米管和聚乙烯亚胺分散在水溶液中质量比为1:20
‑
25，优选为1:20。
[0017]一些实施例中，步骤(2)中，超声处理时间为20
‑
40min，优选为30min。
[0018]一些实施例中，步骤(2)中，氯金酸与多壁碳纳米管的质量比为10
‑
15:1，优选为10:1。
[0019]一些实施例中，步骤(2)中，水浴加热温度为60
‑
80℃，优选为70℃；加热时间为100
‑
150min，优选为120min。
[0020]一些实施例中，步骤(2)中，离心转速为8000
‑
10000rpm，优选为8000rpm；离心时间为10
‑
15min，优选为15min。
[0021]一些实施例中，步骤(2)中，浓缩后浓度为1.5
‑
2mg/mL，优选为2mg/mL。
[0022]一些实施例中，步骤(3)中，所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰电极的制备方法包括：稀释的多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物滴加至电极上，完全覆盖工作电极，烘干即得。
[0023]一些实施例中，步骤(3)中，多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物在电极上的滴加量为10
‑
20μL，优选为10μL。
[0024]一些实施例中，步骤(3)中，多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物稀释后浓度为20
‑
50ng/mL，优选为50ng/mL。
[0025]一些实施例中，步骤(3)中，烘干的温度为30
‑
50℃，优选为40℃。
[0026]一些实施例中，步骤(4)中，所述MB
‑
Apt修饰电极的制备方法包括：在工作电极上滴加MB
‑
Apt，孵育反应后，用磷酸盐缓冲液冲洗除去未偶联的MB
‑
Apt，而后将电极浸入巯基己醇溶液中浸泡以封闭非特异性结合位点，然后用磷酸盐缓冲液冲洗晾干，得到MB
‑
Apt修饰电极，低温避光保存。
[0027]一些实施例中，步骤(4)中，MB
‑
Apt的浓度为0.8
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)检测过程中生化反应在丝网印刷电极上进行，电极以聚对苯二甲酸乙二醇酯为衬底，通过丝网印刷在基底上固定工作电极、对电极和参比电极，其中所述工作电极和对电极由石墨和聚丙烯酸衍生物组成，所述参比电极由银/氯化银浆料组成；(2)聚乙烯亚胺辅助溶解和还原制备多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物；(3)步骤(2)制得的多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰丝网印刷电极以提高电导率和比表面积，得到多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰电极；(4)亚甲基蓝标记的MB
‑
Apt一端的巯基与电极表面的金纳米粒子通过金硫键进行共价偶联，得到MB
‑
Apt修饰电极；(5)待测物和ssDNA同时滴加至所述MB
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Apt修饰电极上，然后在ssDNA富C序列端原位生成银纳米团簇，测定MB和银纳米团簇的电化学信号分别实现对Cd
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的检测。2.根据权利要求1所述同时检测Cd
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的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述丝网印刷电极的工作电极直径为3.5毫米。3.根据权利要求1所述同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物的制备方法包括：多壁碳纳米管和聚乙烯亚胺分散在水溶液中，超声处理，得到多壁碳纳米管分散液；将氯金酸加入体系中，在水浴加热条件下，聚乙烯亚胺辅助将氯金酸还原成金纳米粒子，冷却至室温，离心洗涤，除去上清液，浓缩，避光低温保存；其中：所述多壁碳纳米管和聚乙烯亚胺分散在水溶液中质量比为1:20
‑
25；和/或所述超声处理时间为20
‑
40min；和/或所述氯金酸与多壁碳纳米管的质量比为10
‑
15:1；和/或所述水浴加热温度为60
‑
80℃，加热时间为100
‑
150min；和/或所述离心转速为8000
‑
10000rpm，离心时间为10
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15min；和/或所述浓缩后浓度为1.5
‑
2mg/mL。4.根据权利要求1所述同时检测Cd
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和Hg
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的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物修饰电极的制备方法包括：将稀释的多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物滴加至电极上，完全覆盖工作电极，烘干即得；其中：和/或所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物在电极上的滴加量为10
‑
20μL；和/或所述多壁碳纳米管和金纳米粒子复合物稀释后浓度为20
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50ng/mL；和/或所述烘干温度为30
‑
50℃。5.根据权利要求1所述同时检测Cd
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的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述MB
‑
Apt修饰电极的制备方法包括：在工作电极上滴加MB
‑
Apt，孵育反应后，用磷酸盐缓冲液冲洗除去未偶联的MB
‑
Apt，而后将电极浸入巯基己醇溶液中浸泡以封闭非特异性结合位点，然后用磷酸盐缓冲液冲洗晾干，得到MB
‑
Apt修饰电极，低温避光保存；其中：和/或所述MB
‑
Apt的浓度为0.8
‑
1.2μM，滴加量为10
‑
20μL；和/或所述MB
‑
Apt在电极上的孵育温度为20
‑
30℃，孵育时间为30
‑
60min；
和/或所述巯基己醇溶液浓度为1
‑
2mM，浸泡封闭时间为40
‑
60min。6.根据权利要求1所述同时检测C...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏新林，潘怡，王丽，陈守慧，韦阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：