[發(fā)明專利]一種自供能型核酸適配體傳感器及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810433045.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108645904B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉梅川;王宇;孫彩琴;陸漢星;趙國華
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48;H01M8/16
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發(fā)明涉及一種自供能型核酸適配體傳感器及其制備方法與應(yīng)用，傳感器包括陽極電極及陰極電極，陽極電極為用于自發(fā)催化氧化反應(yīng)的GCE/CNTs?COOH/GDH，陰極電極為Au/Apt；傳感器的制備過程包括CNTs的預(yù)處理、GCE/CNTs?COOH/GDH的制備及Au/Apt的制備；傳感器用于檢測液體中的阿特拉津。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將操作簡便、快速檢測的自供能傳感分析方法與對ATZ有特異性識別作用的核酸適配體技術(shù)結(jié)合，提供了一種基于生物酶燃料電池自供能的核酸適配體傳感器的構(gòu)筑與水體中農(nóng)藥阿特拉津的高靈敏、高選擇性分析檢測方法，檢測靈敏度達(dá)到7.5×10^?9mol/L，具有良好的重現(xiàn)性，在百倍濃度干擾物存在的體系中仍能保持優(yōu)異的選擇性識別，解決了現(xiàn)有ATZ檢測技術(shù)靈敏度不高、分析耗時長、操作復(fù)雜等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)分析和環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自供能型核酸適配體傳感器及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對人類和野生生物的有害影響已成為了國際性的熱點(diǎn)問題。其中農(nóng)藥類的內(nèi)分泌干擾物44種，幾乎占內(nèi)分泌干擾物的三分之二。常見的三嗪類除草劑阿特拉津(ATZ)用量大、殘留時問長、水溶性好，使用時極易對土壤、農(nóng)作物、地表水造成污染，排放入海也會對海洋環(huán)境和生態(tài)造成嚴(yán)重的危害。1986年歐盟在飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對阿特拉津類農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物的濃度做出了限制，每種農(nóng)藥的濃度不得超過0.1μg/L(0.1ppb)。1994年，美國環(huán)境保護(hù)局發(fā)表公報，規(guī)定阿特拉津在水中的最高允許濃度為3μg/L。鑒于阿特拉津的巨大毒性以及環(huán)境危害，對作物、飲用水和土壤中的阿特拉津進(jìn)行快速、靈敏、高效的分析對農(nóng)藥類內(nèi)分泌干擾物的監(jiān)測具有十分重要的意義。

目前對于ATZ的檢測方法主要有高效液相色譜法(HPLC)、液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)、毛細(xì)管電泳、蛋白磷酸酶抑制法(PPIA)等，這些方法雖然具有較高的靈敏度，但所用儀器昂貴、樣品前處理復(fù)雜、分析耗時、對分析人員要求較高等缺點(diǎn)，都限制了對ATZ的快速、靈敏檢測。因此，建立一種成本低廉，操作簡單，靈敏度高，適于快速檢測的ATZ的分析手段具有重要的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種自供能型核酸適配體傳感器及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種自供能型核酸適配體傳感器，該傳感器包括陽極電極及陰極電極，所述的陽極電極為用于自發(fā)催化氧化反應(yīng)的GCE/CNTs-COOH/GDH，所述的陰極電極為Au/Apt；

其中，所述的GCE/CNTs-COOH/GDH為葡萄糖脫氫酶負(fù)載的羧基化多壁碳納米管修飾的玻碳電極，所述的Au/Apt為核酸適配體負(fù)載的金電極。GCE為玻碳電極，CNTs為碳納米管，CNTs-COOH為羧基化多壁碳納米管，GDH為葡萄糖脫氫酶；Apt為核酸適配體，Au為金。

該傳感器是一種基于生物酶燃料電池技術(shù)和核酸適配體技術(shù)的自供能型核酸適配體傳感器，其通過Au-S共價鍵、靜電等作用，制備得到核酸適配體負(fù)載的Au/Apt陰極，利用羧基化碳納米管作為橋連分子，引入GDH酶，制備得到可以自發(fā)催化氧化反應(yīng)的GCE/CNTs-COOH/GDH陽極。通過制備的陽極材料和陰極材料構(gòu)筑得到雙室結(jié)構(gòu)的傳感器體系，具有靈敏度高、選擇性好，且無需外加電源等優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述的傳感器還包括陽極電解液、陰極電解液以及設(shè)置在陽極電解液與陰極電解液之間的質(zhì)子交換膜。質(zhì)子交換膜優(yōu)選為Nafion質(zhì)子交換膜。