【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物传感器，尤其涉及一种富含羰基的导电共价有机框架材料修饰的电化学生物传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
1、有机磷农药是一种广谱杀虫剂，在我国被广泛应用于农业除病虫害。有机磷农药大量的使用将不可避免的导致其残留在作物表面或者释放到环境中。有机磷农药具有强烈的神经毒性，其致毒机理是不可逆地抑制乙酰胆碱酯酶活性，极少量的接触就会导致人呼吸衰竭甚至死亡。因此，建立简单快速灵敏的检测环境中有机磷农药的方法具有重要的现实意义。
2、传统的实验室检测方法比如高效液相色谱、气相色谱、质谱等已经被用于有机磷农药的检测，尽管这些方法具有普遍高灵敏的优点，但存在着需要复杂的前处理、仪器笨重、时间长、费用高等缺点，无法用于现场快速检测，取得一定发展的电化学酶生物传感器刚好可以弥补以上缺点。
3、电化学酶生物传感器常常基于纳米材料的构建来实现酶分子的固定以及灵敏度的提高。共价有机框架具有永久的孔隙率、比表面积高、结构可调、稳定性好以及优良的生物相容性等特点，非常适用于构建电化学酶传感器，但由于现有的大多数共价有机框架导电性较差，导致其无法应用于电化学酶传感器。
技术实现思路
1、针对以上技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种富含羰基的导电共价有机框架材料修饰的电化学生物传感器及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、本专利技术一方面提供一种电化学生物传感器，所述电化学生物传感器包括酶的固载基底，所述酶
4、本专利技术另一方面提供上述的电化学生物传感器的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)将富含羰基的导电共价有机框架材料的分散液滴加到玻碳电极表面，室温静置晾干，得到富含羰基的导电共价有机框架材料修饰的电极；
6、(2)将模式酶的缓冲溶液滴加到步骤(1)制备的电极表面，室温静置晾干，得到模式酶修饰的电极；
7、(3)将nafion的水溶液滴加到步骤(2)制备的电极表面，室温静置晾干，得到富含羰基的导电共价有机框架材料修饰的电化学生物传感器。
8、基于上述技术方案，优选地，步骤(1)中所述富含羰基的导电共价有机框架材料的制备方法为：以体积比为1:2～2:1的酸性水溶液和乙二醇的混合溶液为溶剂，在惰性气的保护下，加入2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物得到混合溶液a；随后在密闭的容器中50～80℃保持12～36h，而后于110～130℃持续反应2～5天，反应结束后，离心收集样品，依次用去离子水、丙酮、四氢呋喃洗涤，真空干燥，得到富含羰基的导电共价有机框架材料。
9、基于上述技术方案，优选地，酸性水溶液包括醋酸水溶液，浓度为1～10mol l-1。
10、基于上述技术方案，优选地，2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物的摩尔比为1:2～5:1，混合溶液a中，2,3,5,6-四(氨基)对苯醌的浓度为0.1-5mg ml-1。
11、基于上述技术方案，优选地，步骤(1)中所述富含羰基的导电共价有机框架材料的分散液的浓度为0.1-0.5mg ml-1，体积为2-10μl。
12、基于上述技术方案，优选地，步骤(2)中所述模式酶包括但不限于乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶，酶活力为0.05u-0.4u。
13、基于上述技术方案，优选地，步骤(2)中所述缓冲溶液为na2hpo4和nah2po4的20-100mmol/l等摩尔浓度混合水溶液，其ph为6-8。
14、基于上述技术方案，优选地，步骤(3)中nafion的水溶液的质量浓度为0.2-1％，体积为2-10μl。
15、本专利技术再一方面提供一种所述电化学生物传感器的应用，用于检测果蔬和水体样品中的有机磷农药。
16、基于上述技术方案，优选地，对于有机磷农药的检测，通过所述电化学生物传感器检测的峰电流，得到抑制率与有机磷农药的浓度关系，得到的标准曲线，进而来确定待分析样品中有机磷农药的含量。
17、基于上述技术方案，优选地，所述检测具体包括以下步骤：
18、(1)将所述电化学生物传感器浸入氯化乙酰硫代胆碱溶液中，进行电化学扫描，记录循环伏安图，记录峰电流i1；
19、(2)取出生物传感器，用缓冲液冲洗，而后浸入待测样品中孵育；
20、(3)取出生物传感器，用缓冲液冲洗，再浸入与步骤(1)相同浓度的氯化乙酰硫代胆碱溶液中，通过循环伏安法记录峰电流i2，则抑制率i为(i1-i2)/i1，得到抑制率与有机磷农药浓度之间的相关曲线；
21、(4)通过得到的抑制率与有机磷农药浓度之间的相关曲线来计算待分析样品中有机磷农药的含量。
22、基于上述技术方案，优选地，所述有机磷农药包括对氧磷、对硫磷、敌敌畏、毒死蜱。
23、基于上述技术方案，优选地，所述步骤(2)中浸泡时间为15min。
24、本专利技术的有益效果为：
25、1.本专利技术的富含羰基的导电共价有机框架材料的合成工艺简单，超小的苯环单体为所制备的共价有机框架提供连续的共轭体系，同时羰基可以进一步扩大共轭，这些可以赋予其强大的稳定性和导电性。
26、2.本专利技术的富含羰基的导电共价有机框架材料中丰富的羰基，可以与酶分子的氨基和羧基形成氢键，从而促进酶分子的有效固定并保持催化活性。
27、3.富含羰基的导电共价有机框架材料中丰富的羰基，可以与酶促产物相互作用，从而在电极表面富集酶促产物，提高电化学信号。
28、4、本专利技术所制备的电化学生物传感器制备过程简单、稳定性高、便于携带，检测耗时短，适用于现场快速检测。
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1.一种电化学生物传感器，包括酶的固载基底，其特征在于，所述酶的固载基底为富含羰基的导电共价有机框架材料。
2.一种权利要求1所述的电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述富含羰基的导电共价有机框架材料的制备方法为：以体积比为1:2～2:1的酸性水溶液和乙二醇的混合溶液为溶剂，在惰性气的保护下，加入2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物得到混合溶液A；随后在密闭的容器中50～80℃保持12～36h，而后于110～130℃持续反应2～5天，离心收集样品，洗涤，干燥，得到富含羰基的导电共价有机框架材料。
4.根据权利3所述制备方法，其特征在于，所述酸性水溶液包括醋酸水溶液，浓度为1～10mol L-1；2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物的摩尔比为1:2～5:1，混合溶液A中，2,3,5,6-四(氨基)对苯醌的浓度为0.1-5mg mL-1。
5.根据权利2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述富含羰基的导电共价有机框架材料的
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述缓冲溶液为Na2HPO4和NaH2PO4的等摩尔浓度混合水溶液，其pH为6-8。
7.一种权利要求1所述电化学传感器的应用，其特征在于，用于检测果蔬和水体样品中的有机磷农药。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：通过所述电化学生物传感器检测的峰电流，得到抑制率与有机磷农药的浓度关系，进而来确定待分析样品中有机磷农药的含量。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述检测具体包括以下步骤：
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述有机磷农药包括对氧磷、对硫磷、敌敌畏、毒死蜱。
...【技术特征摘要】
1.一种电化学生物传感器，包括酶的固载基底，其特征在于，所述酶的固载基底为富含羰基的导电共价有机框架材料。
2.一种权利要求1所述的电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述富含羰基的导电共价有机框架材料的制备方法为：以体积比为1:2～2:1的酸性水溶液和乙二醇的混合溶液为溶剂，在惰性气的保护下，加入2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物得到混合溶液a；随后在密闭的容器中50～80℃保持12～36h，而后于110～130℃持续反应2～5天，离心收集样品，洗涤，干燥，得到富含羰基的导电共价有机框架材料。
4.根据权利3所述制备方法，其特征在于，所述酸性水溶液包括醋酸水溶液，浓度为1～10mol l-1；2,3,5,6-四(氨基)对苯醌和环己六酮或其水合物的摩尔比为1:2～5:1，混合溶液a中，2,3,5,6-四(氨基)对苯醌的浓度为0.1-5mg ml-1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：牛凯，卢宪波，陈吉平，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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