一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料、电化学免疫传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料、电化学免疫传感器及其制备方法和应用，电极材料的制备方法为：S1配置溶液：配置羧基化碳纳米管溶液和壳寡糖乙酸溶液；S2电极材料覆膜处理：将工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，干燥，再逐滴滴加EDC/NHS的混合溶液静止激活羧基；再将壳寡糖乙酸溶液滴加于电极表面并晾干；S3功能化处理：将菲抗体滴涂电极表面后孵育，再滴涂BSA溶液后静止以封闭剩余活性位点即可得到电极材料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料、电化学免疫传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及环境监测领域
，具体涉及一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料、电化学免疫传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多环芳烃是环境中的一种重要有机物，也是海水中主要的污染物质之一。由于水体环境中各种有机污染物对环境和人类健康的危害，对控制和监测水体环境中不同种类有机污染物的重要性提上日程。多环芳烃(PAHs)是一种有机化合物，由两个或两个以上的单芳香环或融合芳香环组成。其主要来源是煤、石油等有机物质的运输泄露、不完全燃烧及排放，通过大气、水体等方式广泛存在于环境中，不仅污染环境，对生物体尤其是人体有着极强的毒性、致癌性以及致突变性。菲是多环芳烃中具有代表性、也是结构最简单的三环多环芳烃，其特殊的结构组成使其极易被氧化、加成为高环多环芳烃以及结构复杂的毒性物质。菲主要通过呼吸、消化道以及皮肤接触等方式进入人体，与体内的DNA、RNA结合而导致遗传毒性、基因突变以及癌变，对生物体的心脏、血液、生殖系统等均有影响。因此，2017年世界卫生组织将菲列为3类致癌物。目前对于多环芳烃的检测主要包含色谱、质谱、酶联免疫吸附以及荧光光谱法。但是检测时间长、成本高、步骤繁琐，缺乏一种快速、准确、低成本并且环境友好的检测方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术克服了现有技术中多环芳烃菲的检测方法检测时间长、成本高、步骤繁琐的技术问题，提供一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料、电化学免疫传感器及其制备方法和应用。
[0004]一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法，其包括如下步骤：
[0005]S1配置溶液：将羧基化多壁碳纳米管溶解于磷酸缓冲盐溶液中得到羧基化碳纳米管溶液备用；将壳寡糖分散于稀醋酸溶液中得到壳寡糖乙酸溶液备用；
[0006]S2电极材料覆膜处理：将三电极系统中的工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将S1得到的羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，干燥，再逐滴滴加等质量比的EDC/NHS的混合溶液并于4～6℃环境下放置1～4小时以激活羧基；再将S1得到的壳寡糖乙酸溶液滴加于电极表面并晾干；
[0007]S3功能化处理：将菲抗体滴涂在经S2覆膜处理后的工作电极表面并于37℃孵育2h，再滴涂BSA溶液后于35～40℃环境中静止35～45min以封闭剩余活性位点即可得到所述电极材料。
[0008]进一步的，S1配置溶液中，所述羧基化碳纳米管溶液的配置方法为：称取0.01～0.03g羧基化多壁碳纳米管溶解于10mL，pH值＝7的磷酸缓冲盐溶液中即可得到羧基化碳纳米管溶液。
[0009]进一步的，S1中，所述壳寡糖乙酸溶液的浓度为0.01～0.04mg/mL；所述稀醋酸溶液的浓度为1～3％v/v。
[0010]进一步的，所述电极材料覆膜处理为：将三电极系统中的工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将S1得到的5μL羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，置于干燥机中干燥8～12min，再逐滴滴加10μL等质量比的EDC/NHS的混合溶液并于4～6℃环境下放置1～4小时以激活羧基；使用移液枪移取5μL壳寡糖乙酸溶液滴加于电极表面并晾干。
[0011]进一步的，所述S3功能化处理为：将10μL菲抗体滴涂在经S2覆膜处理后的工作电极表面并于37℃孵育2h，再滴涂5μL的3wt％BSA溶液后于35～40℃环境中静止35～45min以封闭剩余活性位点即可得到所述电极材料。
[0012]本专利技术的目的还在于保护上述一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法制备得到的电极材料。
[0013]本专利技术的目的还在于保护基于上述一种用于检测海水中多环芳烃菲的电化学免疫传感器。所述电化学免疫传感器的工作电极为上述的一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料。
[0014]本专利技术的目的还在于保护上述电化学免疫传感器在海水中多环芳烃菲浓度检测中的应用。
[0015]本专利技术的另一个目的还在于保护一种海水中多环芳烃菲的电化学免疫检测方法，该方法应用计算机和上述电化学免疫传感器进行检测，检测方法包括如下步骤：制定多环芳烃菲溶液浓度与和电流强度的标准曲线；以用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料为工作电极，将工作电极浸入待测海水样品中孵育25～40min，拿出后置于铁氰化钾体系中进行检测，将所得数据与校对曲线方程进行对比计算即可测出待测海水样品中多环芳烃菲的浓度。
[0016]其中，所述铁氰化钾体系为含5mmol
·
L
‑1[Fe(CN)6]3‑
/4
‑
+0.1mol
·
L
‑1KCl+25mLPBS的测试底液。
[0017]本专利技术与现有技术相比较具有以下有益效果：
[0018]本专利技术制备得到的电极材料可用于海水中多环芳烃菲的检测，且采用该电极材料为工作电极的电化学免疫传感器的线性范围为0.5ng
·
mL
‑1至80ng
·
mL
‑1，最低的检测限值为0.30ng
·
mL
‑1(S/N＝3)，灵敏度高。本专利技术加入干扰物质后的响应电流值与单一菲的响应电流基本一致，抗干扰能力强，重现性好，稳定性高。本专利技术的电极材料在海水中多环芳烃菲的检测的相关报道中灵敏度最高、重现性以及抗干扰力最好的电化学免疫传感器材料，具有良好的应用前景。
附图说明
[0019]图1为检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备路线图；
[0020]图2为电化学免疫传感器的响应性测试结果；
[0021]图3为DPV峰值电流与浓度的校对曲线；
[0022]图4为电化学免疫传感器的抗干扰性测试结果。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例和试验对本专利技术作进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料，其制备方法参见图1所示，具体包括如下步骤：
[0026]S1配置溶液：称取0.03g羧基化多壁碳纳米管溶解于10mL，pH值＝7的磷酸缓冲盐溶液中即可得到羧基化碳纳米管溶液备用；将壳寡糖分散于3％v/v稀醋酸溶液中配置成浓度为0.04mg/mL的壳寡糖乙酸溶液备用；
[0027]S2电极材料覆膜处理：将三电极系统中的工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将S1得到的5μL羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，置于干燥机中干燥12min，再逐滴滴加10μL等质量比的EDC/NHS的混合溶液并于6℃环境下放置4小时以激活羧基；使用移液枪移取5μL壳寡糖乙酸溶液滴加于电极表面并晾干；其中，铁氰化钾体系为含5mmol
·
L
‑1[Fe(CN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1配置溶液：将羧基化多壁碳纳米管溶解于磷酸缓冲盐溶液中得到羧基化碳纳米管溶液备用；将壳寡糖分散于稀醋酸溶液中得到壳寡糖乙酸溶液备用；S2电极材料覆膜处理：将三电极系统中的工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将S1得到的羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，干燥，再逐滴滴加等质量比的EDC/NHS的混合溶液并于4～6℃环境下放置1～4小时以激活羧基；再将S1得到的壳寡糖乙酸溶液滴加于电极表面并晾干；S3功能化处理：将菲抗体滴涂在经S2覆膜处理后的工作电极表面并于37℃孵育2h，再滴涂BSA溶液后于35～40℃环境中静止35～45min以封闭剩余活性位点即可得到所述电极材料。2.如权利要求1所述的一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法，其特征在于，S1配置溶液中，所述羧基化碳纳米管溶液的配置方法为：称取0.01～0.03g羧基化多壁碳纳米管溶解于10mL，pH值＝7的磷酸缓冲盐溶液中即可得到羧基化碳纳米管溶液。3.如权利要求1所述的一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述壳寡糖乙酸溶液的浓度为0.01～0.04mg/mL；所述稀醋酸溶液的浓度为1～3％v/v。4.如权利要求1所述的一种用于检测海水中多环芳烃菲的电极材料的制备方法，其特征在于，所述电极材料覆膜处理为：将三电极系统中的工作电极进行抛光打磨，并于铁氰化钾溶液中使用CV法进行扫描直至出现稳定对称的氧化还原峰；将S1得到的5μL羧基化碳纳米管溶液垂直滴涂在工作电极表面，置于干燥机中干燥8～12min，再逐滴滴加10μL等质量比的EDC/NHS的混合溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲伟，邱成军，吴雨轩，陈凯旋，庄远，严怡柔，顾洋，陶威，高家琪，曾泽樨，
申请(专利权)人：北部湾大学，
类型：发明
国别省市：