[發明專利]基于氧化鋅納米線的微囊藻毒素傳感器及制備方法、應用

有效

• 申請號: 201811233842.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109490262B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 梁麗媛;王德強;唐婧;王森;蔣海濤;陸文強
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 黎昌莉

本發明公開了一種基于氧化鋅納米線的微囊藻毒素傳感器的制備方法，其通過化學共價鏈接方式將帶末端氨基和熒光基團的微囊藻毒素適配體DNA固定在具有生物相容性且具有較大比表面積的氧化鋅納米線表面，制得具有熒光活性的氧化鋅納米線，即微囊藻毒素傳感器，從而當帶有熒光基團的氧化鋅納米線與微囊藻毒素結合后，由于微囊藻毒素與微囊藻毒素適配體DNA特異性結合使熒光淬滅，進而建立一套靈敏度高、特異性強的水體藻毒素傳感體系。相應地，本發明還提供了一種利用上述制備方法制備得到的微囊藻毒素傳感器及其在檢測MC?LR中的應用。

技術領域

本發明涉及傳感技術領域，具有涉及一種基于氧化鋅納米線的微囊藻毒素光學傳感器及其制備方法，以及該微囊藻毒素光學傳感器在微囊藻毒素檢測中的應用。

背景技術

微囊藻毒素(Microcystin，MC)是藍藻細菌繁殖過程中產生的致命性氰基毒素中的一種，它廣泛存在于海水和談水中。MC污染嚴重影響了水質和水生生物的安全，而這些毒素生物鏈在動植物中蓄積，并通過食物鏈對人體健康產生危害，例如引發肝癌、腸癌等多種疾病，已成果國內外普遍關注的環境問題。針對飲用水中存在的微囊藻毒素可能產生的健康危害，許多國家、機構都指定了飲用水微囊藻毒素的限值，如世界衛生組織規定水體里藻毒素最高允許含量為1ug/L。目前，國內外監測藻毒素的方法有很多種，包括：高校液相色譜法檢測，基于酶和抗體的免疫傳感法，熒光和紫外以及對比色法，當然用的最多的還是電化學傳感方法。然而，這些方法大多操作繁瑣或需要標記，并且需要大型設備和專業人員進行操作，同時檢測的靈敏度也不高。

氧化鋅納米材料因獨特的光電性能及較大的激子束縛能被廣泛用于場效應晶體管和光電傳感器件制備中。其中，一維氧化鋅納米線表面極性極強，因此，可利用一維氧化鋅納米線的表面活性實現生物分子的高校負載和高靈敏度響應，同時，因其低毒性、生物相容性、可降解性、空氣穩定性和大的比表面積在生物傳感研究中備受青睞。然而，將一維氧化鋅納米線應用于檢測微囊藻毒素的檢測卻尚未見報道。

基于此，本發明提供一種靈敏度高、特異性強、操作便捷且成本低廉的基于氧化鋅納米線的微囊藻毒素傳感體系。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供一種靈敏度高、特異性強、操作便捷且成本低廉的微囊藻毒素傳感器的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于氧化鋅納米線的微囊藻毒素傳感器的制備方法，其包括步驟：以硅烷試劑作為偶聯劑，采用帶末端氨基和熒光雙官能團的微囊藻毒素適配體 DNA對氧化鋅納米線進行表面化學反應修飾，使得微囊藻毒素適配體DNA通過化學共價的方式固定在氧化鋅納米線表面。

其中，所述氧化鋅納米線是采用無催化劑化學氣相沉積法制備得到的。

其中，所述采用無催化劑化學氣相沉積法制備氧化鋅納米線的步驟，具體包括步驟：

以質量比為3：1稱取氧化鋅和金剛石粉末均勻平鋪于石英舟槽內，得到混合粉體；

將混合粉體和經過刻蝕處理的硅/二氧化硅基底置于管式爐內加熱30分鐘升溫至450度，并停留3-5分鐘，然后再次加熱50分鐘升溫至960度，恒溫 3-6分鐘，且當升溫至600度時，通入氧氣；

其中，加熱過程中，當溫度為450度以下時，保持管式爐內氣壓10千帕以下；當溫度從450度升溫至960過程中，氣壓逐漸升至11KPa-30KPa，并保持恒壓直至氧化鋅納米線生長完成。

進一步地，所述氧化鋅納米線的直徑為100-200nm，長度為50-100um。

其中，以硅烷試劑作為偶聯劑，采用微囊藻毒素適應體DNA對氧化鋅納米線進行表面化學反應共價修飾的步驟，具體包括步驟：

將生長在硅/二氧化硅基底上的氧化鋅納米線進行空氣等離子體處理，使用功率10w的等離子體清洗機處理30分鐘；