【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学生物传感器，具体涉及一种基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器及其制备和应用。
技术介绍
1、邻苯二酚，又名儿茶酚，是重要的化工中间体，可用作橡胶硬化剂、电镀添加剂、皮肤防腐杀菌剂、染发剂、照相显影剂、彩照抗氧化剂等。邻苯二酚通常在环境水体中含量较低，但伴随化学工业的发展，环境水体中邻苯二酚的浓度逐渐超过了其安全阈值。另外，邻苯二酚即使低浓度存在，也对环境生态系统、自然环境和人类健康产生危害，酚类化合物对生物具有不可逆的毒性作用，由于生物对邻苯二酚的累积作用，将对人类健康构成较严重的威胁。它在浮游植物和浮游动物中的积累对海洋食物网和生物地球化学循环具有深远的影响。因此，环境基质和生物代谢物中这些酚类化合物的测定具有重要意义。目前，低浓度的邻苯二酚的检测方法主要通过高效液相色谱法(hplc)和气相质谱联用法(gc-ms)等技术。上述方法存在检测耗时长，仪器昂贵，样品前处理复杂等问题，而且无法进行原位在线检测。因此，开发一种操作简易，灵敏度高，检出限低，适用于痕量邻苯二酚的检测方法，对于保护水体环境，维持饮用水健康安全具有重要意义。电化学方法具有制备简单，成本低，检测方便等特点，尤其适合在线原位检测。目前基于多酚氧化酶的电化学生物传感器的研究工作不少，但是高灵敏度、低检测限和抗干扰性优良的酚类生物传感器仍然是目前面临的挑战。
2、mxene是一种类石墨烯性质的二维层状材料，其结构通式为mn+1xntx，其中m为过渡金属元素；x为c或n元素；tx为表面官能团，如-oh，-cooh或-f等。相比其
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器及其制备和应用。本专利技术克服了现有技术中多酚氧化酶生物传感器存在灵敏度不高、检测限降低困难的缺点，提供了一种快速简便、成本低、选择性好的生物传感器用于检测水体中的邻苯二酚，而且可以在线检测。
2、本专利技术所采用的具体技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，具体如下：
4、(1)将一定量的氧化稀土加入至浓度为1～10mg/ml的mxene溶液中，得到混合溶液，同时使氧化稀土在该混合溶液中的分散浓度为1～20mg/ml，超声分散后得到mxene-氧化稀土杂化复合物；
5、在实际过程中，超声分散时间可以为5～30min。
6、(2)以0.05m的醋酸溶液为溶剂，配置0.5wt％的壳聚糖溶液；
7、在实际制备过程中，可以用旋涡混合器混合醋酸溶液和壳聚糖，随后室温下过夜待用。
8、(3)将磷酸盐缓冲液与步骤(2)中所述壳聚糖溶液以体积比1:1混合，随后加入适量多酚氧化酶，混合均匀后得到浓度为3～10mg/ml的多酚氧化酶溶液；
9、在实际过程中，可以用旋涡混合器混合均匀。
10、(4)将步骤(1)中所述mxene-氧化稀土杂化复合物和步骤(3)中所述多酚氧化酶溶液依次构筑到铂盘电极表面，通过相转移过程制备得到基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器。
11、作为优选，所述mxene是一种类石墨烯性质的二维层状结构材料，由max相材料通过与hf溶液反应所得，为单层ti3c2胶体溶液。
12、作为优选，所述氧化稀土为氧化钇、氧化镨、氧化镧或氧化钐中的一种。
13、作为优选，所述步骤(1)的混合溶液中，氧化稀土与mxene的混合质量比为1:1至1:20。
14、作为优选，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.02m。
15、作为优选，所述步骤(4)中，构筑到铂盘电极表面上的mxene-氧化稀土杂化复合物和多酚氧化酶溶液的体积比为1:1至1:3。
16、第二方面，本专利技术提供了一种利用第一方面任一所述制备方法得到的基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器。
17、第三方面，本专利技术提供了一种利用第二方面所述基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器在常见的环境水体(如河水、江水和海水)中检测痕量邻苯二酚的应用，且检测时无需经过前处理。
18、作为优选，所述生物传感器对邻苯二酚的灵敏度高达2394ma/m。
19、作为优选，检测过程中，邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程为：
20、i＝0.1154-2.3949c
21、其中，i是邻苯二酚检测时电流的变化值，单位为μa；c为待测溶液中邻苯二酚的浓度，单位为μmol/l；待测溶液中邻苯二酚的线性检测范围为0.04～2.84μm，检测下限为7nm，相关系数r2＝0.9985。
22、本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
23、利用本专利技术的方法，通过mxene与氧化稀土的杂化复核，负载多酚氧化酶制备的生物传感器，极大地提高电极的导电性，促进电极表面的电子转移，提高了传感器的灵敏度，其灵敏度可达2394ma/m；而且通过静电作用提高了多酚氧化酶的吸附，有力地提高了传感器的稳定性和选择性，而且具有极低的检测下限(7nm)，可用于常见环境水体，如河水、江水和海水中检测痕量邻苯二酚，无需经过前处理。在环境污染和检测领域具有广阔的应用前景。
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1.一种基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述MXene是一种类石墨烯性质的二维层状结构材料，由MAX相材料通过与HF溶液反应所得。
3.根据权利要求1所述的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述氧化稀土为氧化钇、氧化镨、氧化镧或氧化钐中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的混合溶液中，氧化稀土与MXene的质量比为1:1至20:1。
5.根据权利要求1所述的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.02mol/L。
6.根据权利要求1所述的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，构筑到铂盘电极表面上的MXene-氧化稀土杂化复合物和多酚氧化酶溶液的体积比为1:1
7.一种利用权利要求1～6任一所述制备方法得到的基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器。
8.一种利用权利要求7所述基于MXene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器在环境水体中检测痕量邻苯二酚的应用。
9.根据权利要求8所述的生物传感器在环境水体中检测痕量邻苯二酚的应用，其特征在于，所述生物传感器对邻苯二酚的灵敏度高达2394mA/M。
10.根据权利要求8所述的生物传感器在环境水体中检测痕量邻苯二酚的应用，其特征在于，检测过程中，邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述mxene是一种类石墨烯性质的二维层状结构材料，由max相材料通过与hf溶液反应所得。
3.根据权利要求1所述的基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述氧化稀土为氧化钇、氧化镨、氧化镧或氧化钐中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的混合溶液中，氧化稀土与mxene的质量比为1:1至20:1。
5.根据权利要求1所述的基于mxene-氧化稀土杂化复合物的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑豪，陈海帆，陈建芳，李宏亮，倪旭峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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