一种电化学DNA生物传感器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种电化学DNA生物传感器及其制备方法和应用。所述电化学DNA生物传感器为三电极体系：修饰的玻碳电极为电极工作电极、饱和Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极。将三电极体系插入含有浓度为5mM的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中进行电化学检测，即制得电化学DNA生物传感器；所述电化学DNA生物传感器用于检测抗坏血酸钠。与现有技术相比，本发明专利技术的电化学DNA生物传感器可以检测抗坏血酸钠，而且检测限低，制备方便，操作简单，检测迅速。本发明专利技术为检测抗坏血酸钠提供了新的检测手段。手段。手段。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学DNA生物传感器的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于材料制备、食品检测以及电化学分析
，涉及一种传感器的制备方法及其应用，特别是一种电化学DNA生物传感器的制备方法，应用于食品检测


技术介绍

[0002]抗坏血酸钠广泛用于食品工业中的保鲜、防腐，可有效预防食品中致癌物亚硝胺的形成。抗坏血酸钠又具有较强的抗氧化能力，在人体可转化为维生素C(抗坏血酸)，此外维生素C在脑功能障碍/损伤中起着重要的神经保护和神经调节作用。研究表明，维生素C具有潜在的疾病诊断价值，并对神经退行性疾病和缺血性中风有辅助治疗的功能。此外，抗坏血酸是维持生命健康所必需的营养物质之一。但是敏感性人群接触抗坏血酸钠过多时,可引起头痛、眩晕、乏力、嗜睡等副作用,应注意避免过度接触。因此，为了评估人体健康，专利技术一种快速、灵敏、方便的方法来检验抗坏血酸钠是非常有必要的。
[0003]近些年来，抗坏血酸钠检测方面取得了很大突破，但是传统探针合成步骤较为复杂以及复杂生化环境造成的检测干扰等问题，使得在检测抗坏血酸钠上还有待发展。近年来，电化学DNA生物传感器快捷方便、灵敏度高等特点备受关注，并且已广泛应用于多种检测领域。在电化学DNA生物传感器的应用中，为了快速简便的对目标物质进行检测，选择一种合适的电极修饰材料迫在眉睫。本专利技术利用DNA介导铜纳米团簇(CuNCs)的电化学传感器用于抗坏血酸钠的灵敏检测。因为铜纳米团簇具有温和的合成条件、良好的生物相容性、金属储量丰富和低成本等优点，在生化分析方面铜纳米团簇展现出了巨大的潜力。本专利技术首次开发了一种基于DNA介导铜纳米团簇的电化学传感器用于抗坏血酸钠的灵敏检测。并证明了利用该铜簇探针去检测抗坏血酸钠是可行有效的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种电化学DNA生物传感器的制备方法及其应用
[0005]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0006]本专利技术的第一个目的是要提供一种电化学DNA生物传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1.制备工作电极，所述工作电极为修饰的玻碳电极；
[0008]2.将修饰的玻碳电极作为工作电极、饱和Ag/AgCl电极作为参比电极，铂电极作为对电极构成三电极体系插入含有浓度为5mM的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中进行电化学检测，即制得电化学DNA生物传感器。
[0009]进一步，步骤1中，修饰的玻碳电极的制备方法为：
[0010]1)将参比电极、对电极以及已经预处理的玻碳电极(工作电极)构成的三电极体系插入到含有浓度为5mM的氯金酸溶液(浓度为1M的硫酸溶液为溶剂)中，采用恒电位极化法，
在玻碳电极表面沉积金纳米颗粒。沉积了金纳米颗粒的玻碳电极浸泡在蒸馏水中待用。
[0011]2)取15μL配置好的dsDNA溶液滴加到沉积了金纳米颗粒的玻碳电极表面，室温下避光反应16h后，用蒸馏水轻轻冲洗掉表面多余的dsDNA溶液，再将制备好的电极浸泡在MCH中封闭处理1h，最后用蒸馏水轻轻冲洗电极表面多余的MCH后，得到GCE/Au/dsDNA/MCH电极；
[0012]3)将2)得到的GCE/Au/dsDNA/MCH电极浸泡在相同浓度的Cu
2+
溶液中后，加入不同浓度的抗坏血酸钠，室温下反应15min，然后用蒸馏水轻轻冲洗电极表面残留的Cu
2+
和抗坏血酸钠，得到GCE/Au/dsDNA/MCH/CuNCs电极，即为修饰的玻碳电极。
[0013]进一步，步骤1)中，所述玻碳电极的预处理是指在红色绒布上，用粒径为0.05μm的Al2O3粉末抛光打磨，用蒸馏水冲洗后，在含有浓度为5mM的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中测试其电化学信号，如果氧化峰和还原峰的峰电位差值在80mV以内，则证明电极工作面已打磨干净。随后将玻碳电极依次在水、无水乙醇、水中超声清洗3分钟。超声清洗完成后将电极放入0.5M H2SO4溶液中，在电化学工作站上选用循环伏安法，从初始电位
‑
0.6V到第二顶点电位1.6V进行伏安扫描，扫描30圈。之后再用蒸馏水冲洗电极备用。
[0014]进一步，步骤2)中，所述配置的dsDNA溶液的配置方法为：各取20μL的ssDNA1储备液和ssDNA2储备液于离心管中，在90℃的水浴锅中加热10min，使DNA解链，随后冷却至室温后，使其形成分子间部分杂交双链，得到dsDNA溶液。随后向得到的dsDNA溶液加入140μL3
‑
(N
‑
吗啡啉)
‑
丙磺酸(10mM，PH＝7.8)、20μL三(2
‑
羰基乙基)磷盐酸盐(10mM)配置为200μLdsDNA溶液。
[0015]进一步地，所述单链DNA1(ssDNA1)和单链DNA2(ssDNA2)的序列为：
[0016]ssDNA1：5'
‑
TAT ATATAT ATATAT ATA TAT ATA TAT ATA TA
‑
3'
[0017]ssDNA2：5'
‑
TAT ATA TAT ATA TAT ATA TAT ATA TAT ATA TAT TT
‑
(CH2)6
‑
SH
‑
3'
[0018]本专利技术的第二个目的是要提供一种电化学DNA生物传感器，由上述的方法制备而成。
[0019]本专利技术的第三个目的是要提供一种电化学DNA生物传感器的应用，所述电化学DNA生物传感器用于检测抗坏血酸钠，检测抗坏血酸钠的步骤如下：
[0020]第一步：将金纳米颗粒通过电化学沉积到GCE电极上，然后将探针DNA通过分子间杂交形成双链DNA，通过金
‑
硫键固定在电极表面，然后将该修饰电极插入到含有固定浓度的铜离子和不同浓度的抗坏血酸钠溶液中，形成GCE/Au/dsDNA/MCH/CuNCs工作电极；
[0021]第二步：GCE/Au/dsDNA/MCH/CuNCs电极作为工作电极、Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极为对电极组成的三电极体系浸入到含有浓度为5mM铁氰化钾/亚铁氰化钾的溶液中，然后采用电化学阻抗法(EIS)进行电化学检测，得到不同浓度的抗坏血酸钠下得到的GCE/Au/dsDNA/MCH/CuNCs电极的EIS信号响应；以电化学阻抗法测得的阻抗值作为纵坐标，抗坏血酸钠浓度作为横坐标，绘制得到抗坏血酸钠浓度的标准曲线。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的电化学DNA生物传感器可以检测抗坏血酸钠，而且具有较低的检测限，因此这种电化学DNA生物传感器可以有效地用于检测抗坏血酸钠，并且具有潜在的应用价值。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的一种电化学DNA生物传感器构建方法流程图。
[0024]图2A本专利技术实施例提供的基于紫外线分析仪下，验证DNA序列设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：1.1制备工作电极，所述工作电极为修饰的玻碳电极；1.2将修饰的玻碳电极作为工作电极、饱和Ag/AgCl电极作为参比电极，铂电极作为对电极构成三电极体系插入含有浓度为5mM的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中进行电化学检测，即制得电化学DNA生物传感器。2.根据权利要求1所述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤1.1中，修饰的玻碳电极的制备步骤为：1)将参比电极、对电极以及已经预处理的玻碳电极构成的三电极体系插入到含有浓度为5mM的氯金酸溶液(浓度为1M的硫酸溶液为溶剂)中，采用恒电位极化法，在玻碳电极(GCE)表面沉积金纳米颗粒。沉积了金纳米颗粒的玻碳电极浸泡在蒸馏水中待用。2)取15μL配置好的双链DNA(dsDNA)溶液滴加到沉积了金纳米颗粒的玻碳电极表面，室温下避光反应16h后，用蒸馏水轻轻冲洗掉表面多余的dsDNA溶液，再将修饰电极浸泡在6
‑
巯基己醇(MCH)溶液中封闭处理1h，最后用蒸馏水轻轻冲洗电极表面的多余MCH后，得到GCE/Au/dsDNA/MCH电极；3)将2)得到的GCE/Au/dsDNA/MCH电极浸泡在相同浓度的Cu
2+
溶液中后，加入不同浓度的抗坏血酸钠，室温下反应15min，然后用蒸馏水轻轻冲洗表面残留的Cu
2+
和抗坏血酸钠后，得到GCE/Au/dsDNA/MCH/CuNCs电极，即为修饰的玻碳电极。3.根据权利要求2所述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述玻碳电极的预处理是指在红色绒布上，用粒径为0.05μm的Al2O3粉末抛光打磨，用蒸馏水冲洗后，在含有浓度为5mM的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中测试其电化学信号，如果氧化峰和还原峰的峰电位差值在80mV以内，则证明电极工作面已打磨干净。随后将玻碳电极依次在水、无水乙醇、水中超声清洗3分钟。超声清洗完成后将电极放入含有浓度为0.5M的H2SO4溶液中，在电化学工作站上选用循环伏安法，从初始电位
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0.6V到第二顶点电位1.6V进行伏安扫描，扫描30圈。扫描完成后再用蒸馏水冲洗电极备用。4.根据权利要求2所述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的dsDNA溶液的配置方法为：各取20μL...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻鹏，付俊杰，邱鑫梁，贺敬业，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：