【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用一种核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器及制备方法和应用，属于电化学生物传感器。
技术介绍
1、hg2+是水体中最稳定的剧毒性重金属离子污染物之一，主要源自人类活动，会在生态系统中蓄积并通过食物链传入人体，危害水生生态系统和人类健康。因此，研发一种能高效、快速、准确、灵敏地检测水中hg2+含量的生物传感器对环境治理保护和人体健康保障来说至关重要。目前已经报道的多种用于hg2+检测的生物传感器，有荧光生物传感器、化学发光生物传感器、电化学生物传感器和可视化生物传感器等，然而，这些传感技术仅采用单一信号输出来检测目标物质，因此容易受到环境干扰，且检测精准度还有待改进。
2、双模式传感器利用两种不同的检测方法相互协同，可以提高检测的准确度和分析性能，因此受到广泛关注。其中，结合了电化学传感器高灵敏度、易微型化和直观可视化等优势的电化学-可视化生物传感器为快速准确检测水体中的hg2+提供了一种有效的解决方案。
3、tmb是可视化传感器中常用的显色反应底物，反应基于过氧化物酶催化h2o2生成·oh氧化tmb显色。光氧化物酶可替代过氧化物酶且避免使用h2o2，成为“绿色”选择。但光氧化酶催化tmb只在酸性条件下进行，限制了传感器实际应用。本研究工作发现，镧系离子ce3+可用于储存和转移由核酸染料gv光照产生的o2，且由ce3+和染料gv构建的光催化体系，成功打破了tmb氧化显色的低ph限制。据报道，显色底物tmb具有氧化还原电流信号，可以直接用于电化学测量。基于此，本专利技术以tmb作为电化学指示
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术提供一种核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器及制备方法和应用。
2、本专利技术的目的在于构建一种核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器，以gv+ce3+作为光催化剂，tmb作为显色剂和电化学指示剂，用于对地表水中的hg2+的高灵敏检测，能够把水体中hg2+含量的信号转化为颜色信号或电化学信号，从而检测出地表水中的hg2+，其中电化学法和可视化法的检出限分别为0.095 nm和0.109 nm。应用该电化学-可视化双模传感器检测水体中的hg2+，相比于现有的hg2+检测方法而言，具有成本低、快速、便捷和准确性高的优势。
3、本专利技术还提供了核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器的制备方法和应用。
4、本专利技术通过以下技术方案实现：
5、核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器，包括hg2+检测液和光催化体系，所述hg2+检测液中包含gv染料+ce3++tmb+l-cys，所述光催化体系中包含冰青色led灯。
6、所述hg2+检测液中，最佳的l-cys浓度为210 μm；最佳的gv染料浓度为10×；最佳的ce3+浓度为1 mm；最佳的tmb浓度为800 μm；
7、所述的光催化体系中，最佳的冰青色led灯光照时间为120秒。
8、为了达到上述专利技术目的，本专利技术核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器的制备方法包括以下步骤：
9、s1、选择多种常用的核酸染料，利用紫外分光光度计对多种染料激发氧化后的tmb吸光度进行测定，筛选确定最佳光敏染料为核酸染料gv（goldview）。
10、s2、通过对照实验，分析不同波长的led灯对gv光催化影响的紫外吸收度值柱状图和紫外-可见吸收光谱图，筛选确定最佳光照类型为冰青色led灯。
11、s3、在ph=7时，分别加入多种金属离子和多种镧系金属离子进行对照实验，筛选确定中性条件下光氧化tmb的最佳离子介质为ce3+。
12、s4、向由gv+ce3++tmb在光照条件下构成的光催化体系中加入含有生物硫醇的l-cys作为识别hg2+的受体，以gv+ce3+作为光催化剂，tmb作为显色剂和电化学指示剂，得到了用于水体中hg2+检测的“开-关-开”型的电化学-可视化双模传感器体系。
13、s5、通过控制变量法，对l-cys浓度、gv染料浓度、ce3+浓度、tmb浓度、光照时间进行优化。
14、作为优选方案，所述步骤s1中选择gv、gr、ao、eb、sg和mb这6种常用的核酸染料进行对照实验，最佳的核酸染料为gv。
15、作为优选方案，所述步骤s2中选择冰青色、绿色、蓝色、红色、黄色、紫色、白色这7种波长的led灯进行对照实验，最佳的led灯为冰青色。
16、作为优选方案，所述步骤s3中，实验条件为中性环境（ph=7），加入金属离子：mn2+、ni2+、cu2+、zn2+、ag+、mg2+，镧系金属离子：la3+、ce3+、nd3+、sm3+、eu3+、gd3+、tb3+进行对照实验，最佳的氧化介质离子为ce3+。
17、作为优选方案，所述步骤s4中选择引入含有生物硫醇的l-cys作为识别hg2+的受体，ph=7。
18、作为优选方案，所述步骤s5中最佳的l-cys浓度为210 μm；最佳的gv染料浓度为10×；最佳的ce3+浓度为1 mm；最佳的tmb浓度为800 μm；最佳的光照时间为120秒。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
20、（1）检测灵敏度高，电化学法和可视化法的检出限分别为0.095 nm和0.109 nm。
21、（2）本专利技术不需要昂贵的实验仪器，降低了检测成本。
22、（3）检测快速、简单便携。
23、（4）检测信号变化显著，检测结果可视化，可以通过颜色信号或电化学信号直观得出hg2+含量的高低。
24、（5）传感器检测范围较宽，选择性好，特异性强，重现性高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.核酸染料光氧化TMB电化学可视化传感器，其特征在于，包括Hg2+检测液和光催化体系，所述Hg2+检测液中包含GV染料+Ce3++TMB+L-Cys，所述光催化体系中包含冰青色LED灯。
2.根据权利要求1所述的核酸染料光氧化TMB电化学可视化传感器，其特征在于，所述Hg2+检测液中， L-Cys浓度为210 μM； GV染料浓度为10×；Ce3+浓度为1 mM； TMB浓度为800μM；
3.权利要求1或2所述的核酸染料光氧化TMB电化学可视化传感器的应用，其特征在于，用于对地表水中的Hg2+的检测。
4.权利要求1或2所述的核酸染料光氧化TMB电化学可视化传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中选择GV、GR、AO、EB、SG和MB这6种核酸染料进行对照实验。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中选择冰青色、绿色、蓝色、红色、黄色、紫色、白色这7种波长的LED灯进行对照实验。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中选择引入含有生物硫醇的L-Cys作为识别Hg2+的受体，pH=7。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中L-Cys浓度为210 μM；最佳的GV染料浓度为10×；Ce3+浓度为1 mM； TMB浓度为800 μM；光照时间为120秒。
...【技术特征摘要】
1.核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器，其特征在于，包括hg2+检测液和光催化体系，所述hg2+检测液中包含gv染料+ce3++tmb+l-cys，所述光催化体系中包含冰青色led灯。
2.根据权利要求1所述的核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器，其特征在于，所述hg2+检测液中， l-cys浓度为210 μm； gv染料浓度为10×；ce3+浓度为1 mm； tmb浓度为800μm；
3.权利要求1或2所述的核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器的应用，其特征在于，用于对地表水中的hg2+的检测。
4.权利要求1或2所述的核酸染料光氧化tmb电化学可视化传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中选择gv、gr、ao、eb、sg和mb这6种核酸染料进行对...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨耀星，罗曼琳，许淑霞，陈朝霞，吴怡，汤加文，白金鑫，张泽慧，江山全，吕永鑫，王超群，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。