[發明專利]一種基于金字塔形納米結構的適配體傳感器及其檢測方法

有效

• 申請號: 202011624392.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112595764B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 郭業民;李建森;楊鳳珍;黃靖程;孫霞
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種基于金字塔形納米結構的適配體傳感器及其檢測方法，其特征在于：對4條適配體的序列進行設計再構造，使其可以根據堿基互補配對組裝成金字塔形的三維納米結構，降低與有機磷農藥結合的空間位阻；同時可以控制適配體之間的距離，避免互相纏繞，提高與有機磷農藥結合效能；引入納米金粒子（AuNPs）與適配體之間形成金硫鍵（Au?S）結合，作為三維納米結構的基點，同時由于AuNPs的高導電性和良好的催化性能，進一步增強檢測的靈敏度和穩定性。提出的適配體傳感器對辛硫磷、殺螟硫磷、倍硫磷、對硫磷和甲基對硫磷具有高度的敏感性，重復性和特異性；此外，通過取代適當的適配體，可用于檢測其他農藥，為快速，靈敏地檢測多種農藥提供了平臺。

技術領域

本發明涉及一種基于金字塔形納米結構的適配體傳感器及其檢測方法，屬于電化學生物傳感器領域。

背景技術

有機磷農藥具有靶標范圍廣、藥效強、生物降解快、價格低廉等特點，是我國目前使用范圍最廣、用量最大的農藥，且由于生產者常使用復配有機磷農藥，造成在一種蔬菜樣品中往往同時檢出多種有機磷農藥，因此有機磷農藥多殘留超標問題已成為我國農產品安全重大隱患之一，研究農藥多殘留的同步檢測方法已成為農藥檢測分析的必然趨勢。

適配體（Apt）是人工合成的核酸序列，其識別特性與抗體相似，又稱“化學抗體”，與目前應用更為廣泛的抗體、酶等生物傳感元件相比，適配體制備難度更低、生物穩定性更優、生物依賴性更小，在快速分析檢測領域的應用前景非常廣闊，使其成為開發檢測農藥殘留的生物傳感器的理想選擇。

發明內容

本發明的目的在于開發一種簡單靈敏的適配體傳感器，并用于辛硫磷、殺螟硫磷、倍硫磷、對硫磷和甲基對硫磷的檢測。

本發明的技術方案為：由于適配體的篩選環境與適配體傳感器的測試環境（pH值、溫度等）有較大差異，會對適配體的結構造成影響，難以區別適配體與靶標物結合產生變形還是適配體本身由于測試環境的變化導致構象變化，單純利用適配體結合靶標物前后空間結構變化引起信號改變的檢測方法，不能滿足檢測的靈敏度要求，因此，為了提高適配體傳感器的靈敏度和穩定性等性能，還利用了納米材料修飾和納米結構等技術，進一步增強檢測有機磷農藥的靈敏度和穩定性。

通過在玻碳電極固定納米金-三維納米適配體（AuNPs-DTN）復合材料，再滴加BSA，實現傳感器的構建，然后用于有機磷農藥的檢測；包括如下步驟：1）玻碳電極的預處理；2）15 nm納米金粒子（AuNPs）的制備；3）納米金-三維納米適配體（AuNPs-DTN）的組裝；4）適配體傳感器的組裝；5）有機磷農藥的測定。

優選地，1）中所述電極為玻碳電極，先將玻碳（GCE）電極用超純水沖洗，用0.3 mm和0.05 mm的氧化鋁粉末進行仔細打磨拋光，將鋁粉沖掉；然后在50%的乙醇溶液（乙醇/水=1:1）和超純水中分別超聲60 s，并在氮氣下吹干；然后放入鐵氰化鉀（[Fe(CN)₆]^3-/4-）溶液（含有5 mM K₃[Fe(CN)₆]，5 mM K₄[Fe(CN)₆]和0.1 M KCl）中采用循環伏安法進行掃描，掃描速度為50 mV/s，掃描電位為-0.2～0.6 V，所測得的兩峰值電位差小于100 mV，得到性能穩定電極。

優選地，2）中所述15 nm納米金粒子（AuNPs）的制備過程：首先，在15 nm納米金的制備過程中所有玻璃器皿都在新制備的王水中浸泡12 h，然后使用超純水沖洗干凈備用，將0.5 mL 1%的HAuCl₄與50 mL的沸騰超純水混合并進行持續攪拌，然后將1.25 mL1%的檸檬酸三鈉溶液添加到上述溶液中，剛開始加入時溶液顯示淺灰色，直至溶液顏色出現明顯紫紅色，然后加熱使其保持沸騰狀態10 min后停止，持續攪拌至冷卻得到納米金顆粒，將其儲存于4℃環境下冷藏。