一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器及其制备方法和在检测氯霉素中的应用技术

本发明专利技术属于电化学检测技术领域，具体涉及一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器及其制备方法和在检测氯霉素中的应用，将CoS2‑

【技术实现步骤摘要】
一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器及其制备方法和在检测氯霉素中的应用


[0001]本专利技术属于电化学发光分析检测
，特别涉及一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器及其制备方法和在检测氯霉素中的应用。

技术介绍

[0002]氯霉素(CAP)作为一种广谱抗菌剂，广泛应用于水产养殖和畜牧业生产，由于食物链的生物浓缩，食物中微量的氯霉素残留可能会对人类造成严重的副作用，如再生障碍性贫血、白血病、肾脏损伤等。它已在许多国家被禁止，如欧盟、美国和加拿大，2002年，中国农业部也规定不能在动物可用组织中检测到氯霉素。然而，由于抗生素容易获得和成本低的优势，在畜牧业中仍然存在非法使用抗生素的现象，因此，建立一种简单、快速、准确的氯霉素检测方法具有重要意义。
[0003]目前，检测样品中氯霉素的常规方法包括微生物法、气相色谱
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质谱法(GC
‑
MS)、液相色谱法(LC)、高效液相色谱法(HPLC)和免疫分析法等。然而，这些分析方法大多需要昂贵的仪器、专业的技术人员和较长的检测周期。电化学发光(ECL)是一种由电化学氧化还原反应引起的发光团发光现象，具有灵敏度高、成本低、易于控制、设备简单等优点，在食品安全测试和环境监测等领域得到了广泛的应用。
[0004]在ECL系统众多发光团的选择中，鲁米诺因其发光效率高、无毒、成本低而被经常使用。过氧化氢(H2O2)作为最常用的共反应物来产生活性氧(ROS)，从而使鲁米诺氧化，从而增强随后的ECL信号。然而，H2O2的固有不稳定性和生物毒性阻碍了鲁米诺
‑
H2O
2 ECL系统的实际应用。溶解氧(DO)因其优越的稳定性和无毒特性而被认为是H2O2的替代品，但是，溶解氧与鲁米诺的反应活性极低，因此，开发新的策略和方法实现高性能的鲁米诺溶解氧ECL系统是非常有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器的制备方法及其在检测氯霉素中的应用。本专利技术通过将CoS2‑
Ti3C2复合材料作为共反应加速器，具有特异性识别作用的适配体(apt)为识别元件，CoS2‑
Ti3C2与apt之间通过壳聚糖(CS)连接(CS上的氨基与适配体的磷酸基团形成磷酸酰胺键)，共同修饰在玻碳电极(GCE)上。将鲁米诺作为发光体，引入含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中，然后以apt/CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极为工作电极，用于电化学发光检测。微纳米气泡的引入可以大大增加PBS磷酸盐缓冲溶液中溶解氧(DO)的含量，CoS2‑
Ti3C2作为共反应加速器可以激活DO以产生更多的活性氧(ROS)，从而获得强而稳定的ECL信号。
[0006]进一步的，将鲁米诺作为发光体，引入含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中所制得的含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中PBS的浓度为0.1mol/L，pH为7.5
‑
11.5；优选的，含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液的pH为9.5～10.5。
[0007]进一步的，适配体的核苷酸序列为：5'
‑
ACT TCA GTG AGT TGT CCC ACG GTC GGC GAG TCG GTG GTA G
‑
3'，能够特异性识别氯霉素。
[0008]上述纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)apt/CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极的制备：将CoS2‑
Ti3C2复合材料的DMF分散液滴加在活化的玻碳电极上，得到CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极；再滴涂壳聚糖溶液，得到CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极；再滴涂含有核酸适配体的Tris
‑
HCl溶液，得到apt/CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极作为工作电极。
[0010](2)含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液的制备：将超纯水置于容器中，连接微纳米气泡发生器，以60～100mL/min的速率通气5～20min，制得含有微纳米气泡的超纯水；将十二水合磷酸氢二钠与二水合磷酸二氢钠溶解在含有微纳米气泡的超纯水，配制浓度为0.1mol/LPBS磷酸盐缓冲溶液，即得含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液；将鲁米诺溶液滴加于含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中，即得到含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液作为电解溶液。
[0011]其中，活化的玻碳电极通过将含有NHS和EDC的PBS缓冲液涂滴在干净的裸玻碳电极上获得，更具体地，将玻碳电极抛光，依次用硝酸和无水乙醇、去离子水分别超声，自然晾干待用，在室温条件下，将6.0μL含有0.005M NHS和0.01M EDC的0.01M PBS缓冲液(pH 7.4)涂滴在干净的裸玻碳电极上1h激活电极。
[0012]其中，CoS2‑
Ti3C2复合材料通过如下方法制得：将六水合硝酸钴(Co(NO3)2·
6H2O)、氟化铵(NH4F)和尿素(Co(NH2)2)加入超纯水中超声分散均匀，在搅拌下加入Ti3C2溶液，混合均匀后升温至110℃并保持5h进行水热反应，反应结束后自然冷却，洗涤、离心后冷冻干燥获得Co(OH)2‑
Ti3C2前驱体；将硫粉和Co(OH)2‑
Ti3C2前驱体分别置于上下游的瓷舟中，N2气氛下以5℃/min升温速率升温至450℃煅烧2h，恢复至室温后收集固体获得CoS2‑
Ti3C2复合材料；其中，六水合硝酸钴、氟化铵、尿素和Ti3C2的摩尔比为1.5:3:5:0.18；Ti3C2溶液的浓度为3mg/mL；硫粉和Co(OH)2‑
Ti3C2前驱体的质量比为200:40。
[0013]进一步的，CoS2‑
Ti3C2复合材料的DMF分散液浓度为2.0mg/mL，涂滴量为5.0μL；壳聚糖溶液的质量分数为0.5％，滴涂量为5.0μL；含有核酸适配体的Tris
‑
HCl溶液中适配体浓度为0.5
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3μmol/L，涂滴量为6.0μL。
[0014]进一步的，含有核酸适配体的Tris
‑
HCl溶液中适配体浓度为2
‑
3μmol/L，涂滴量为6.0μL。
[0015]进一步的，CoS2‑
Ti3C2、壳聚糖、适配体的修饰面积比为1:1:1.2。
[0016]进一步的，鲁米诺溶液的浓度为2.5～10mmol/L，鲁米诺溶液与含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液的体积比为1:800；优选的，鲁米诺溶液的浓度为2.5mmol/L。
[0017]本专利技术还提供了上述纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器的应用，其特征在于，所述纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器在电化学发光方法检测氯霉素中的应用。当特异性识别氯霉素的适配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器，其特征在于，所述纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器包含特异性识别元件与CoS2‑
Ti3C2复合材料通过壳聚糖连接共同修饰的玻碳电极以及含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液。2.根据权利要求1所述的纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器，其特征在于，所述含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中PBS的浓度为0.1mol/L，pH为7.5
‑
11.5。3.根据权利要求1所述的纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器，其特征在于，所述特异性识别元件为核酸适配体；所述核酸适配体的核苷酸序列为：5'
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ACTTCAGTGAGTTGTCCCACGGTCGGCGAGTCGGTGGTAG
‑
3'。4.权利要求3所述的纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将CoS2‑
Ti3C2复合材料的DMF分散液滴加在活化的玻碳电极上，得到CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极；再滴涂壳聚糖溶液，得到CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极；再滴涂含有核酸适配体的Tris
‑
HCl溶液，得到apt/CS/CoS2‑
Ti3C2/GCE修饰电极作为工作电极；(2)含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液的制备：将超纯水置于容器中，连接微纳米气泡发生器，以60～100mL/min的速率通气5～20min，制得含有微纳米气泡的超纯水；将十二水合磷酸氢二钠与二水合磷酸二氢钠溶解在含有微纳米气泡的超纯水，配制浓度为0.1mol/L的含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液；将鲁米诺溶液滴加于含有微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液中，即得到含有鲁米诺和微纳米气泡的PBS磷酸盐缓冲溶液作为电解溶液；其中，活化的玻碳电极通过将含有NHS和EDC的PBS缓冲液涂滴在干净的裸玻碳电极上获得。5.根据权利要求4所述的纳米气泡增强鲁米诺电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，所述CoS2‑
Ti3C2复合材料的制备方法：将六水合硝酸钴、氟化铵和尿素加入超纯水中超声分散均匀，在搅拌下加入Ti3C2溶液，混合均匀后升温至110℃并保持5h进行水热反应，反应结束后自然冷却，洗涤、...

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