[發(fā)明專利]一種用于檢測MC-LR型微囊藻毒素的生物電極傳感器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410713946.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104407039A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施曉文;蘇曉明;曹發(fā);劉桂亭
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海佑海洋生物工程有限公司
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/327
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 蘇雪雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)分析和納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于檢測MC-LR型微囊藻毒素的生物電極傳感器及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

微囊藻毒素(Microcystin，簡稱MC)是藍(lán)藻產(chǎn)生的多肽毒素，為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有多種變型，含量較多、毒性較大的主要是MC-LR、MC-RR、MC-YR這三種微囊藻毒素(L、R、Y分別代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸)，本發(fā)明主要針對MC-LR型微囊藻毒素進(jìn)行檢測。微囊藻毒素會使水體中其他生物中毒，而且也會對人類的健康產(chǎn)生很多潛在的危害。人們在皮膚接觸含有微囊藻毒素的水體時(shí)會引起如眼睛等敏感部位過敏，少量喝入可引起急性腸胃炎，而且微囊藻毒素是一種肝毒素，是肝癌的強(qiáng)烈促癌劑，長期飲用則可能引發(fā)肝癌，因此對微囊藻毒素的研究已經(jīng)成為水體環(huán)境科學(xué)研究的重要內(nèi)容，快速、準(zhǔn)確的檢測微囊藻毒素具有重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義，能夠?qū)崿F(xiàn)對水體的檢測預(yù)警，及時(shí)采取預(yù)防措施。

目前微囊藻毒素的檢測方法主要有高效液相色譜法(HPLC)、酶聯(lián)免疫法(ELISA)等。現(xiàn)有常用的檢測方法都表現(xiàn)出了一些局限性，如HPLC法毒素需要進(jìn)行預(yù)處理，靈敏度較低，檢測設(shè)備比較昂貴而且需要專業(yè)人員操作；ELISA法操作步驟繁瑣、成本較高等。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于檢測MC-LR型微囊藻毒素的生物電極傳感器；本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種制備該生物電極傳感器的方法；本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種利用該生物電極傳感器檢測MC-LR型微囊藻毒素的方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于檢測MC-LR型微囊藻毒素的生物電極傳感器，所述生物電極傳感器是在絲網(wǎng)印刷電極的工作電極上修飾多壁碳納米管-殼聚糖電沉積薄膜，并在多壁碳納米管-殼聚糖電沉積薄膜的表面進(jìn)一步交聯(lián)上MC-LR型微囊藻毒素抗體。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述絲網(wǎng)印刷電極是標(biāo)準(zhǔn)三電極，PET基底，工作電極是碳(直徑3mm)，對電極是碳，參比電極是銀/氯化銀。

一種制備如上所述的用于檢測MC-LR型微囊藻毒素的生物電極傳感器的方法，具體制備步驟如下：

(1)將殼聚糖(CS)溶于0.5％的稀鹽酸溶液中，室溫條件下磁力攪拌40min，再進(jìn)行抽濾得到1.0wt％的殼聚糖溶液；

(2)將多壁碳納米管(MWCNTs)加入到步驟(1)中所得的殼聚糖溶液中，室溫條件下磁力攪拌3h，初步得到多壁碳納米管分散的殼聚糖溶液，其中多壁碳納米管的濃度為0.5mg/mL；

(3)將步驟(2)中所得的多壁碳納米管分散的殼聚糖溶液超聲10min，進(jìn)一步得到均勻分散的多壁碳納米管-殼聚糖溶液，用1.0wt％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)此混合溶液的pH值為4.0～6.0；

(4)將絲網(wǎng)印刷電極(SP)浸入到步驟(3)中所得的多壁碳納米管-殼聚糖混合溶液中，進(jìn)行電沉積，電沉積電壓為-1.5～-3.0V，沉積時(shí)間為20～300s，形成多壁碳納米管-殼聚糖電沉積薄膜，再用超純水洗滌得到初步修飾電極(CS-MWCNTs/SP)；

(5)將步驟(4)中制得的CS-MWCNTs/SP電極浸入到1.0wt％的戊二醛溶液中0.5～1h；

(6)將步驟(5)中所得修飾后的CS-MWCNTs/SP電極用超純水洗滌，在其工作電極上滴加5～25μL?MC-LR型微囊藻毒素抗體溶液(anti-MC-LR)，室溫條件下靜置交聯(lián)0.5～3h，得到目標(biāo)檢測(anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP)電極；

一種檢測MC-LR型微囊藻毒素的方法，具體步驟如下：

(1)制備標(biāo)準(zhǔn)HRP酶標(biāo)微囊藻毒素溶液：將不同濃度的微囊藻毒素溶液(MC-LR)分別與微囊藻毒素HRP酶標(biāo)物溶液(HRP-MC-LR)以等體積混合，得到一系列標(biāo)準(zhǔn)HRP酶標(biāo)微囊藻毒素混合溶液(MC-LR+HRP-MC-LR)，其混合液中MC-LR的濃度是0.0、0.3、0.8、1.0、2.0ppb；

(2)將生物電極傳感器anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP用超純水洗滌，在其工作電極上分別滴加5～25μL步驟(1)中所制備的MC-LR+HRP-MC-LR溶液，在室溫條件下孵育0.5～3h，得到具有不同濃度MC-LR的修飾電極：MC-LR+HRP-MC-LR/anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP；

(3)分別測試步驟(2)中孵育后的MC-LR+HRP-MC-LR/anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP電極的電流值Ip；