一种噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法技术

本发明专利技术属于电化学发光检测技术领域，公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法


[0001]本专利技术属于电化学发光检测
，尤其涉及一种噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法
。

技术介绍

[0002]噻虫嗪是一种新烟碱类高效广谱杀虫剂，被广泛应用于番茄
、
辣椒
、
香蕉等许多农作物
。
虽然噻虫嗪被认为是一种中等毒性和相对安全的杀虫剂，但一些研究表明，噻虫嗪在农产品和产地环境中的残留对人类健康有害，其毒性可能被低估
。
因此，十分有必要对农产品和产地环境中的噻虫嗪残留进行检测
。
目前，常见的检测噻虫嗪的方法有高效液相色谱质谱联用法
、
电化学法
、
荧光法等
。
以上方法虽有各自长处，但仍有很大的不足之处，液质联用法虽检测精密度较高，但仪器较为昂贵
、
前处理复杂；电化学法的稳定性和比色法的灵敏度一般较差
。
因此，开发具有高选择性
、
高灵敏度
、
简单便捷的噻虫嗪检测新方法具有重要的意义
。
[0003]随着研究的深入，电化学发光传感技术在农药残留分析方面得到了越来越多的关注
。
这是由于电化学发光传感技术具有低背景
、
高信噪比
、
高灵敏度
、
易调制等技术优势
。
然而，由于电化学发光试剂的性能决定了电化学发光传感器灵敏度等检测能力，高效
、<br/>稳定电化学发光材料的匮乏已经成为阻碍电化学发光传感技术进一步发展的主要制约因素
。
而有机
ECL
发光材料
、
鲁米诺
、
金属量子点等作为该技术常见的发光试剂，长期以来面临发光效率低
、
较强环境敏感性和生物毒性高的窘境
。
因此，开展高发光效率
、
低生物毒性的
ECL
试剂，并构建相应的生物传感平台，对实现噻虫嗪的高灵敏检测意义重大，同时也是
ECL
传感领域重要的发展趋势
。
[0004]为了进一步提升电化学发光试剂的性能，功能新材料得到了更多的关注
。
碳量子点
(Carbon quantum dots,C
‑
dots)
，是一类具有电化学发光性能的零维碳纳米材料
。
碳量子点具有良好的水溶性
、
低毒性
、
环境友好
、
生物相容性好等诸多优点
。
但是，
C
‑
dots
的量子产率通常较低，其电化学发光强度较弱，极大限制其在电化学发光传感平台上的应用
。
如何增强
C
‑
dots
的
ECL
强度，从而实现基于
C
‑
dots
的传感器增敏是急需解决的问题
。
我们认为引入其它功能材料，构建复合碳量子点材料，从而增强电化学发光方法中的电子转移是有效的解决方案
。Kamyabi
等利用
gC3N4纳米片作为
C
‑
dots
的支撑材料，构建了
CuS/C
‑
dots/gC3N4复合材料修饰电极传感器，实现了
C
‑
dots
电化学发光的放大
。
随着研究的深入，金属有机框架材料
(Metalorganic frame materials,MOF)
在电化学发光领域得到了更多的关注
。MOF
是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料，
MOF
较大比表面积
、
高孔隙率
、
易于调节的孔隙通道等独特的结构赋予了它们优异的性能
。
因此，
MOF
可以作为一个理想的平台来装载各种电化学发光材料并开发具有一些非凡性能的
MOF
复合材料
。
因此，将
MOF
与发光试剂结合，可以构建高性能的电化学发光试剂
。Du
等将
CdS
量子点与
MOF5
结合，得到稳定增强的电化学发光材料，用于构建免疫传感器
。
但是，将
C
‑
dots
与
MOF
结合构建基于
MOF@C
‑
dots
的电化学发光试剂传感器，并用于
噻虫嗪检测尚未见报道
。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006](1)
液质联用法虽检测精密度较高，但仪器较为昂贵
、
前处理复杂；电化学法的稳定性和比色法的灵敏度一般较差
。
[0007](2)
有机
ECL
发光材料
、
鲁米诺
、
金属量子点等作为电化学发光传感技术常见的发光试剂，长期以来面临发光效率低
、
较强环境敏感性和生物毒性高的窘境
。
[0008](3)C
‑
dots
具有良好的水溶性
、
低毒性
、
环境友好
、
生物相容性好等诸多优点，但量产率通常较低，其电化学发光强度较弱，极大限制其在电化学发光传感平台上的应用
。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
增敏的噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法
。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种基于
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
增敏的噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法，
e/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
复合材料作为基础材料，结合
C
‑
dots
制备方法和生物传感器构建策略，通过电化学和电化学发光方法实现对噻虫嗪的检测
。
[0011]进一步，包括：
[0012]采用
Fe/Zn
‑
MOF
与
C
‑
dots
复合材料作为电化学发光传感器的基础材料，在
Fe/Zn
‑
MOF
的基础上引入
C
‑
dots
；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
增敏的噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，采用
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
复合材料作为基础材料，结合
C
‑
dots
制备方法和生物传感器构建策略，通过电化学和电化学发光方法实现对噻虫嗪的检测
。2.
根据权利要求1所述的基于
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
增敏的噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，包括：采用
Fe/Zn
‑
MOF
与
C
‑
dots
复合材料作为电化学发光传感器的基础材料，在
Fe/Zn
‑
MOF
的基础上引入
C
‑
dots
；通过使用蔗糖
、
硫酸和聚乙二醇等简单原料，在超声条件下快速制备
C
‑
dots
；通过壳聚糖将
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
修饰到玻碳电极表面，再通过交联剂将噻虫嗪的
DNA
适配体单链结合到复合纳米材料表面作为识别元件；采用循环伏安法
、
电化学阻抗谱和电化学发光方法对制备的传感器进行性能表征和噻虫嗪检测，实现了对噻虫嗪的检测
。3.
根据权利要求2所述的基于
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
增敏的噻虫嗪电化学发光传感器的制备方法，其特征在于，进一步包括：步骤一，
C
‑
dots
的制备：将
0.25g
蔗糖
、2mL
去离子水
、0.25mL
硫酸和
6mL
聚乙二醇
200
加入到
10mL
的烧杯中，在超声条件下混合
15min
，然后，将产品以
5000rpm
离心
10min
，透析后，将
pH
调整至
7.4
后得到
C
‑
dots
；步骤二，
Fe/Zn
‑
MOF
的制备：在
0.81g FeCl3和
0.68g ZnCl2以及
2.00g H3BTC
缓慢加入到含有
150mL
去离子水和
50mL
乙二醇的混合溶剂中，将混合溶液连续搅拌
1.5h
，并在
280℃
下反应
2h
，加入
3mL
制备好的
C
‑
dots
，继续反应
2h
后，将其冷却至室温，以
10000rpm/min
离心
5min
，然后用
150mL
无水乙醇洗涤，再次离心，在重复三次相同的操作后，离心后的固体在
60℃
下真空干燥，得到
Fe/Zn
‑
MOF
；步骤三，
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
的制备：按照步骤一和步骤二，不添加
C
‑
dots
制备
Fe/Zn
‑
MOF、
不添加
ZnCl2制备
Fe
‑
MOF@C
‑
dots、
不添加
FeCl3制备
Zn
‑
MOF@C
‑
dots
做对比实验；步骤四，传感器的构建：通过壳聚糖将
Fe/Zn
‑
MOF@C
‑
dots
修饰到玻碳电极
(GCE)
表面，然后通过交联剂将噻虫嗪的
DNA
适配体单链结合到复合纳米材料表面作为识别元件，构建可以识别噻虫嗪的生物传感器；步骤五，电化学方法检测：使用
0.05mol/L K4[Fe(CN)6]/K3[Fe(CN)6](
含
0.1mol/L KCl)
作为电化学方法的探针，循环伏安法
(CV)
的扫描电位范围为
0.20V
～
0.6V
，扫描速率为
50mV/s
，振幅为
50mV
，电化学阻抗谱
(EIS)
在
0.19V
的电势下，使用
5mV
的交流电压在
100mHz
至
100kHz
的频率范围内进行；步骤六，电化学发光方法检测：将传感器置于不同浓度的噻虫嗪溶液中吸附
12min
后检测电化学发光信号，电化学发光检测是将电极置于
0.01mol/LTirs
‑
HCl
缓冲液
(pH
＝
8.2
，含
25
μ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎舒怀，邓焱，马雄辉，吴雨薇，庞朝海，王明月，徐志，
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：