[發明專利]一種檢測汞蒸氣的高靈敏便攜式智能傳感系統的構建方法及其應用

在審

• 申請號: 202210040781.1
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114518399A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張新愛;王轉龍;石吉勇;鄒小波;胡雪桃;黃曉瑋;李志華;孫宗保;申婷婷
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/49;G01N27/333;G01N27/30
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1.一種檢測汞蒸氣的高靈敏便攜式智能傳感系統的構建方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：適體傳感界面的制備；

絲網印刷電極的制備：首先設計電極圖形，然后以聚對苯二甲酸乙二醇酯為基底，采用噴墨打印技術制備包含工作電極、對電極和參比電極三電極體系的絲網印刷電極；

然后將氯金酸溶液滴于絲網印刷電極的工作電極上，采用計時電流法于一定掃描電壓和時間下，在其表面鍍電沉積金膜；然后取發卡結構的DNA2溶液，記為HP2溶液，繼續滴加在工作電極上得到適體傳感界面；

步驟二：高靈敏電化學傳感電極的構建；

步驟2.1：酶循環放大溶液的制備：

取發卡結構的DNA1溶液，記為HP1溶液；將HP1溶液與Hg²⁺溶液混合，進行第一次反應后，再加入EXO III溶液，繼續進行第二次反應，反應后得到酶循環放大溶液；

步驟2.2：納米探針的制備：

S1.UiO-66-THi的制備：

將氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸、二甲基甲酰胺和乙酸依次加入聚四氟乙烯反應釜中，于一定溫度下加熱一定時間后，再經冷卻、離心、洗滌、干燥后，制得白色的UiO-66粉末；稱取UiO-66粉末加入飽和硫堇溶液中，攪拌一定時間后，經離心、洗滌、干燥后得到藍紫色的UiO-66-THi粉末；

S2.AuPts/UiO-66-THi的制備：

配制氯金酸溶液，加熱至沸騰后，加入檸檬酸三鈉溶液攪拌均勻，保持加熱狀態至溶液變為酒紅色；然后再加入抗壞血酸和氯亞鉑酸鉀溶液，維持加熱狀態繼續攪拌，當溶液顏色變為黑色后，離心收集沉淀物復溶于水中，得到AuPts溶液；最后稱取步驟S1制備的UiO-66-THi粉末加入AuPts溶液中，攪拌后得到AuPts/UiO-66-THi溶液；

S3.納米探針的制備：

取Oligo DNA，記為HP3；用Tris-HCl緩沖液稀釋HP3后得到HP3稀釋液，進行水浴加熱活化，得到HP3活化液；將HP3活化液與步驟S2制備的AuPts/UiO-66-THi溶液混合，在一定溫度條件下反應后，制得納米探針溶液；

步驟2.3：高靈敏電化學傳感電極的制備

將步驟2.1制備的酶循環放大溶液滴于步驟一制得的適體傳感界面的工作電極表面，室溫下反應一定時間后，繼續在其表面滴加步驟2.2制備的納米探針溶液，得到高靈敏電化學傳感電極；

步驟三：智能傳感系統的構建；

配制一系列濃度梯度的Hg²⁺標準溶液，分別滴于步驟2.3的高靈敏電化學傳感電極的工作電極上，得到處理后的高靈敏電化學傳感電極；所述滴加溶液時，一個濃度的溶液對應一個高靈敏電化學傳感電極；

將處理后的高靈敏電化學傳感電極通過末端導線條與便攜式電化學工作站的電極適配器連接；進一步通過便攜式電化學工作站的內置藍牙模塊與智能終端連接；

利用智能終端所安裝的控制軟件進行操作，首先通過控制軟件設置掃描電壓、步進電位、脈沖頻率和脈沖振幅，通過控制軟件發出相應的參數信號，藍牙模塊接收信號指令傳遞于便攜式電化學工作站，便攜式電化學工作站在一定掃描電壓、步進電位、脈沖頻率和脈沖振幅下對高靈敏電化學傳感電極表面的Hg²⁺進行電化學檢測，產生電信號；最終通過藍牙模塊傳遞于智能終端的控制軟件，利用控制軟件中導入的光譜數據處理模塊對數據信息進行提取，依據電信號與汞濃度間的相互關系，建立數學模型：I＝k*lgC+n，其中I為電信號值，C為Hg²⁺標準溶液的濃度，k和n為常數。