丝网印刷电极及多重修饰方法和检测玉米赤霉烯酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种丝网印刷电极及其制备方法和检测玉米赤霉烯酮的方法。所述丝网印刷电极的工作电极区域涂覆有Nafion-多壁碳纳米管-胶体金-壳聚糖混合物膜层。制备时将多壁碳纳米管活化后和Nafion混合；制备胶体金，利用壳聚糖将Nafion-多壁碳纳米管和胶体金混合均匀；将混合物涂覆工作电极的工作区域上，37℃干燥成膜。本发明专利技术检测ZEN的方法是鉴于待测样品若有ZEN毒素，则与抗ZEN抗体竞争结合，使与电极上ZEN-OVA结合的抗体量减少，由此使电极上HRP-羊抗鼠二抗量也减少，并影响ΔI；然后根据ZEN标准品绘制的标准曲线来判定谷物检测样品中ZEN的含量。本发明专利技术检测对象单一且针对性强，准确率高，灵敏度强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于检测
，具体涉及一种用自组装膜(Nafion膜、碳纳米管和胶体金)修饰的丝网印刷电极及其制备方法和检测玉米赤霉烯酮的方法。
技术介绍
玉米赤霉烯酮毒素(Zearalenone，ZEN)是镰刀菌属的一些菌株在一定湿度和温度条件下繁殖所产生的次级代谢产物。研究者在小麦、大麦、玉米、黑麦、高粱等谷物中检测到玉米赤霉烯酮，也在一些动物组织或产物中检测到，包括牛奶、鸡蛋等。玉米赤霉烯酮毒素可引发人和动物的多种疾病，主要为致癌促癌毒性，其与自发性乳腺癌等多种癌症，输卵管和子宫水肿、增生，精细胞畸变、凋亡等多种生殖系统疾病有重要关系。玉米赤霉烯酮毒素具有分布广泛、残留时间长、难处理、和其他毒素一起有增强毒性的现象。加入WTO之后，农产品及相关食品的国际贸易量日益增加，随之对进出口产品的生物安全性的要求也越来越高，为了保证这类产品的顺利上市和食用者的健康，出入境检疫、海关、生产企业、监督部门等部门迫切需要一种特异、快速、简便的玉米赤霉烯酮检测方法。电化学传感器是将感受的物理量、化学量等信息按一定规律转换成便于测量和传输的电信号的装置。它由固定化的生物敏感材料作为识别元件，经过理化换能器产生间断的或连续的信号，再由接受装置放大或直接收集处理。因为换能器产生的信号强度与被分析物浓度成比例，因此电化学传感器在一定程度上能精确定量被测物。随着电化学检测方法的发展，利用纳米材料作为电极修饰物从而提高电子转移速>度、放大检测信号、提高检测灵敏度，成为电化学传感器的重要领域。其中，多壁碳纳米管由于具有较大表面积、为电子转移提供良好通道、孔穴结构更能增强电子转移的特点，在电化学传感器的研究上广泛应用。而丝网印刷电极相比较普通玻碳电极而言，除了具有良好的电化学表现，还具有以下优势：1.三电极系统整合在体积较小的基板上；2.可抛弃式，无须再次研磨；3.可大量使用，利于大规模现场检测；4.可进行任意修饰，并保存较长时间。关于玉米赤霉烯酮的检测国内外已建立了多种方法。目前检测玉米赤霉烯酮的方法主要为高效液相色谱法(HPLC)和酶联免疫吸附法(ELISA)然而，由于玉米赤霉烯酮本身既没有特异的紫外吸收基团，同时也没有荧光特性，但在一定条件下玉米赤霉烯酮可同某些物质反应形成具有荧光的衍生物，因此荧光衍生剂和衍生方法的选择与HPLC检测玉米赤霉烯酮的准确度和灵敏性有密切关系。此外该法需要对检测样品进行严格的预处理，还需要高效液相色谱仪等贵重仪器，同时要求有专业的操作人员，不利于现场常规检测使用。而ELISA方法虽然较HPLC简单，可以大批量检测，但是灵敏度有限，且不宜进行现场检测。本方法使用仪器体积小、重量轻，便于携带，适于现场检测，同时具有检测灵敏的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种丝网印刷电极及多重修饰方法和检测玉米赤霉烯酮的方法。本专利技术使用Nafion-多壁碳纳米管/胶体金/壳聚糖混合物作为电极的修饰系统，充分利用了多壁碳纳米管、胶体金和Nafion膜的特点，实现了有效放大检测信号，提高了检测玉米赤霉烯酮的灵敏度。其中，多壁碳纳米管由于具有较大表面积、为电子转移提供良好通道、孔穴结构，能增强电子转移；胶体金由于具有球体结构，在附着在多壁碳纳米管上后能增强电子转移；Nafion膜是优良的阳离子交换剂，用作电极修饰材料具有良好的离子选择性，它只与阳离子发生选择性交换，排斥中性分子和阴离子，其离子簇形成的多孔状结构，由1nm的通道相连，提供阳离子传输的通道，并且具有化学惰性、耐腐蚀性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术涉及一种丝网印刷电极，所述丝网印刷电极的工作电极的工作区域涂覆有Nafion-多壁碳纳米管-胶体金-壳聚糖混合物膜层。优选的，所述胶体金为16～18nm。本专利技术还涉及一种制备上述的丝网印刷电极的方法包括如下步骤：步骤一，将多壁碳纳米管活化，并和Nafion混合，制备Nafion-多壁碳纳米管；步骤二、制备胶体金，利用壳聚糖将Nafion-多壁碳纳米管和胶体金混合均匀；步骤三、将步骤二制得的混合物涂覆在丝网印刷电极的工作电极的工作区域上，37℃干燥成膜，即得。优选的，步骤一中，所述碳纳米管活化方法为：将5mg多壁碳纳米管溶于15ml活化溶液中，超声30min后，9000rpm离心5min，去除上清后，加入超纯水洗涤，9000rpm离心5min，去除上清，合并残留物，60℃烘箱烘干，加入5ml水，配制成1mg/ml溶液，4℃贮存备用；所述活化溶液中HNO3和H2SO4的体积比为1∶3。优选的，步骤一中，所述Nafion-多壁碳纳米管制备方法为：将1mg所述活化后的多壁碳纳米管溶解于Nafion溶液中，超声分散30分钟后即可，4℃贮存备用；所述Nafion溶液中Nafion质量占溶液总体积的百分比为0.1％。优选的，步骤二中，所述胶体金的制备方法具体为：将100ml的HAuCl4溶液加热至沸腾，加入1.2ml的柠檬酸三钠溶液，煮沸7～10min，最后加三蒸水至100ml，制得胶体金溶液；所述柠檬酸三钠溶液中柠檬酸三钠质量占溶液总体积的百分比为1％，所述HAuCl4溶液中HAuCl4质量占溶液总体积的百分比为0.01％。优选的于，步骤二中，所述壳聚糖与Nafion-多壁碳纳米管和胶体金的混合具体为：将10μl Nafion-多壁碳纳米管溶液和50μl胶体金溶液加入至50μl壳聚糖溶液中，超声混匀；所述壳聚糖溶液中壳聚糖质量占溶液总体积的百分比为2％。本专利技术还涉及一种用前述的丝网印刷电极检测玉米赤霉烯酮(ZEN)的方法，包括如下步骤：步骤一，将6μl ZEN-OVA滴加在所述工作电极区域，37℃放置30min；步骤二，使用0.01M PBST洗涤工作电极，并晾干，滴加8μl BSA溶液，以封闭工作电极，37℃放置30min；所述BSA溶液中BSA质量占溶液总体积的百分比为1％；步骤三，取0.75g待测样品，加入3ml甲醇溶液，震荡、静置、离心后，使用0.01MPBS稀释5倍，取5μl备用；步骤四，将抗ZEN单克隆抗体分别与不同浓度的ZEN标准品和待测样品稀释液混合，37℃孵育60min；步骤五，使用0.01M PBST洗涤工作电极，并晾干，滴加6μl抗ZEN单克隆抗体和ZEN标准品或待测样品稀释液的混合溶液，37℃放置30min；步骤六，使用0.01M PBST洗涤工作电极，并晾干，滴加6μl HRP标记的羊抗鼠二抗，37℃放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝网印刷电极，其特征在于，所述丝网印刷电极的工作电极的工作区域涂
覆有Nafion-多壁碳纳米管-胶体金-壳聚糖混合物膜层。
2.如权利要求1所述的丝网印刷电极，其特征在于，所述胶体金为16～18nm。
3.一种制备如权利要求1所述的丝网印刷电极的方法，其特征在于，包括如下步
骤：
步骤一，将多壁碳纳米管活化，并和Nafion混合，制备Nafion-多壁碳纳米管；
步骤二、制备胶体金，利用壳聚糖将Nafion-多壁碳纳米管和胶体金混合均匀；
步骤三、将步骤二制得的混合物涂覆在丝网印刷电极的工作电极的工作区域上，37
℃干燥成膜，即得。
4.如权利要求3所述的丝网印刷电极的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述
碳纳米管活化方法为：将5mg多壁碳纳米管溶于15ml活化溶液中，超声30min后，9000rpm
离心5min，去除上清后，加入超纯水洗涤，9000rpm离心5min，去除上清，合并残留物，
60℃烘箱烘干，加入5ml水，配制成1mg/ml溶液，4℃贮存备用；所述活化溶液为体积
比为1∶3的HNO3和H2SO4。
5.如权利要求4所述的丝网印刷电极的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述
Nafion-多壁碳纳米管制备方法为：将1mg所述活化后的多壁碳纳米管溶解于Nafion溶
液中，超声分散30分钟后即可，4℃贮存备用；所述Nafion溶液中Nafion质量占溶液
总体积的百分比为0.1％。
6.如权利要求5所述的丝网印刷电极的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述
胶体金的制备方法具体为：将100ml的HAuCl4溶液加热至沸腾，加入1.2ml的柠檬酸
三钠溶液，煮沸7～10min，最后加三蒸水至100ml，制得胶体金溶液；所述柠檬酸三钠
溶液中柠檬酸三钠质量占溶液总体积的百分比为1％，所述HAuCl4溶液中HAuCl4质量占
溶液总体积的百分比为0.01％。
7.如权利要求6所述的丝网印刷电极的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述
壳聚糖与Nafion-多壁碳纳米管和胶体金的混合具体为：将10μl Nafion-多壁碳纳米
管溶液和50μl胶体金溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亚贤，王元凯，孙建和，王斌，秦易，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：