一种用于农药检测的适配体传感器的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种检测农药的适配体传感器的制备方法，属于农产品安全检测技术领域。本发明专利技术是在经过清洗、活化和性能测试的裸玻碳电极表面滴涂炭黑‑壳聚糖复合液，然后用氧化石墨烯‑四氧化三铁复合物进行修饰，再在修饰后的电极上固定农药适配体，最后用牛血清蛋白封闭。本发明专利技术制备的适配体传感器具有灵敏度高，成本低，检测速度快，稳定性好，且样品回收率高的特点。本发明专利技术制备的适配体传感器的检测限可达0.033 ng/mL，线性范围为0.1~10

Method for preparing aptamer sensor for pesticide detection

The invention discloses a preparation method of an aptamer sensor for detecting pesticides, belonging to the technical field of agricultural product safety detection. The present invention is after the bare glassy carbon electrode surface are black chitosan composite solution cleaning, activation and performance testing, and then use the modified graphene oxide Fe3O4 composite in the modified electrode is fixed on the pesticide aptamer, finally using bovine serum protein closed. The aptamer sensor prepared by the invention has the characteristics of high sensitivity, low cost, fast detection speed, good stability and high sample recovery rate. Detection of the prepared aptasensor limit of 0.033 ng/mL, the linear range is 0.1~10

【技术实现步骤摘要】
一种用于农药检测的适配体传感器的制备方法
本专利技术涉及一种用于检测农药的适配体传感器的制备方法，属于农产品安全检测
技术背景随着我国人民生活水平不断提高，农产品的质量安全问题越来越受到关注，尤其果品、蔬菜中农药残留问题已经成为公众关注的焦点，常用农药如毒死蜱、对硫磷、丙溴磷等具有一定的内吸性，可以通过食物链的富集作用转移至人体，对人体具有潜在致癌作用，因此，农药一直是环境和食品安全检测的重要项目，加强对农产品中农药残留的检测对保护生态环境，尤其是保障人类健康有着十分深远的意义。常用的农药残留快速检测方法有酶抑制法和免疫传感器法，可以实现有机磷农药的现场快速检测，具有较好的实用价值，然而，酶抑制法存在回收率低、错检、漏检比例较高、重复性差、难以满足低残留和定量检测的要求等缺点，免疫传感器是基于抗原和抗体特异性结合所引发的免疫反应的原理所研制的传感器，但是所用生物敏感物质抗体获取比较昂贵，处理环境比较苛刻，与传统的免疫分析方法相比，适配体传感器具有特异性强、分析速度快、结构简单、成本低廉等优点，适配体传感器的敏感界面是固定适配体到电极的表面，其直接影响适配体传感器的稳定性、灵敏度和选择性等主要性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能克服上述缺陷以及操作简单、灵敏度高、选择性好的检测农药残留的适配体传感器制备方法，采取的技术方案为：所述一种检测农药的适配体传感器的制备，其特征在于，适配体传感器的传感界面组成包括导电炭黑-壳聚糖、氧化石墨烯复合四氧化三铁纳米复合物，进而固定农药的核酸适配体，最后用牛血清蛋白即BSA封闭，得到检测农药的适配体传感器。所述方法的步骤如下：1)清洗、活化并测试裸玻碳电极，获得预处理玻碳电极；2)制备炭黑-壳聚糖复合液，滴涂到步骤1)的预处理玻碳电极上；3)制备氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，并用壳聚糖溶液进行分散，将此分散液滴涂到在步骤2)所得的修饰电极上；4)在步骤3)所得的修饰电极上固定农药适配体；5)用牛血清蛋白封闭步骤4)所得的电极，得到适配体生物传感器。根据步骤1)所述清洗、活化并测试裸玻碳电极是利用热piranha溶液浸泡裸玻碳电极后，用Al2O3浆抛光，再依次用去离子水、HNO3、无水乙醇和去离子水超声清洗，干燥后用循环伏安法活化，并通过检测裸电极循环伏安曲线峰电位差测试电极。根据步骤2)所述在预处理电极表面分层滴涂导电炭黑-壳聚糖溶液，是先将0.25g壳聚糖溶解于50mL乙酸溶液中持续搅拌至完全分散得到壳聚糖溶液，再将1.0mg导电炭黑加入到1.0mL上述壳聚糖溶液中超声分离50min得到导电炭黑-壳聚糖溶液，取7μL的炭黑-壳聚糖溶液滴涂在预处理玻碳电极上，在空气中干燥，用超纯水冲洗表面，将未固定在电极表面的液体冲洗掉，得到炭黑-壳聚糖修饰的玻碳电极。根据步骤3)所述在电极表面滴涂氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，是先采用Hummers方法制备氧化石墨烯，再利用热溶剂法制备氧化石墨烯-四氧化三铁复合物，将7μL的氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料滴涂在电极上，在空气中干燥，得到氧化石墨烯-四氧化三铁复合物修饰的电极。根据步骤4)所述在工作电极上滴涂农药适配体，是将步骤3)所得电极浸入20μL的2.5μM适配体溶液中，并在4℃下静置12h，之后用pH7.5的磷酸盐缓冲溶液冲洗去除未吸附上的适配体，得到适配体修饰的电极。根据步骤5)所述用牛血清蛋白封闭固定电极，是指将固定电极浸入0.5%的BSA溶液中26℃下静置2h。所述方法的具体步骤如下：1)利用热Piranha溶液浸泡裸玻碳电极后，用Al2O3浆抛光，再依次用去离子水、HNO3、无水乙醇和去离子水超声清洗，干燥后用循环伏安法活化，并通过检测裸电极循环伏安曲线峰电位差测试电极，得到预处理电极；2)在50mL1.0%乙酸溶液中加入0.25g壳聚糖，配制成0.5%壳聚糖溶液，将1.0mg导电炭黑加入到1.0mL新配制的0.5%壳聚糖溶液中，通过超声处理直到均匀分散，将制备好的炭黑-壳聚糖复合物在4℃下存储；3)采用Hummers方法制备氧化石墨烯，再利用热溶剂法制备氧化石墨烯-四氧化三铁复合物，将40mg氧化石墨烯加入到30mL乙二醇中，再分别加入3g氯化铁，9g醋酸钠和30mL乙二胺(EDA)，超声分散得到均匀溶液，然后回流加热8h，经过离心分离后水洗数次，真空干燥得到氧化石墨烯-四氧化三铁复合物；4)将7μL的步骤2)制备的导电炭黑-壳聚糖复合物滴涂在步骤1)所得的预处理玻碳电极上，在空气中干燥，用超纯水冲洗表面，将未固定在电极表面的复合物冲洗掉，得到导电炭黑-壳聚糖修饰的电极；5)滴涂7μL的步骤3)制得的氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料滴涂到步骤4)所得修饰电极的表面上，在空气中干燥，用超纯水冲洗表面，将未固定在电极表面的复合物冲洗掉，得到氧化石墨烯-四氧化三铁复合修饰的电极；6)将步骤5)得到的电极浸入20μL的2.5μM农药适配体溶液中并在4℃下静置12h，之后用pH7.5的磷酸盐缓冲溶液冲洗去除未吸附上的适配体，得到适配体修饰的电极；7)将步骤6)所得固定电极浸入0.5%的BSA溶液中26℃下静置2h。所述一种检农药的适配体传感器的制备，其特征在于：适配体传感器的敏感界面组成包括导电炭黑-壳聚糖复合膜和氧化石墨烯-四氧化三铁复合物，然后固定适配体。所述一种检测农药的适配体传感器的制备，其特征在于：玻碳电极(d=3mm)的清洗，传感器传感界面的构建及过程表征(制备炭黑-壳聚糖、氧化石墨烯复合四氧化三铁纳米复合材料并以壳聚糖作为分散剂进行分散，利用纳米材料的协同作用共同修饰电极)，适配体传感器工作曲线的建立，适配体传感器性能的检测，适配体传感器对实际样品的检测。所述一种检测农药的适配体传感器的制备，其特征在于：实验条件的优化，主要包括测试底液pH和孵育时间；所制备的适配体传感器的工作曲线为：ΔI=14.82×logC+13.26(ng/mL)(R2=0.993，0.1-105ng/mL)；适配体传感器性能检测包括特异性、重现性、稳定性、再生性以及适配体传感器对蔬菜样品回收率的测定。其制备原理为：适配体传感器以适配体作为识别元件，通过固定化技术将适配体结合到感受器表面，发生特异性识别反应后，生成的复合物与产生的物理或化学信号相关联，由换能器将其转化为与待测物质浓度(或活度)有关的可定量或者可处理的物理化学信号，再经过二次仪表放大并且输出信号，从而实现对待测物质的检测，本专利技术采用以壳聚糖作为分散剂制备的导电炭黑和氧化石墨烯复合四氧化三铁纳米复合物对玻碳电极进行修饰，氧化石墨烯复合四氧化三铁纳米材料，通过传统的溶剂热方法在通过加热、回流、提纯、清洗、干燥等步骤制备。导电炭黑是一种典型的特种炭黑，因其良好的导电性能和较高的性价比，广泛应用于导电和防静电制品中，氧化石墨稀(grapheneoxide,GO)作为石墨稀的衍生物，为氧化石墨的剥落物，可用强质子酸处理原始石墨，再进行氧化生成氧化石墨，氧化石墨稀价格便宜，容易制得，同时它具有较好的亲水性和较低的生物毒性，因此在生物医学、生物分析、以及生物传感等领域具有潜在的应用价值，壳聚糖(CS)属于多糖类，它具有优异的成膜性、吸附性、透气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测农药的适配体传感器的制备方法，其特征在于是在经过清洗、活化和性能测试的裸玻碳电极表面滴涂导电炭黑‑壳聚糖复合液，然后用氧化石墨烯‑四氧化三铁复合纳米材料对电极进行修饰，再在修饰后的电极上固定农药的适配体，最后用牛血清蛋白封闭，得到检测农药的适配体传感器。

【技术特征摘要】
1.一种检测农药的适配体传感器的制备方法，其特征在于是在经过清洗、活化和性能测试的裸玻碳电极表面滴涂导电炭黑-壳聚糖复合液，然后用氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料对电极进行修饰，再在修饰后的电极上固定农药的适配体，最后用牛血清蛋白封闭，得到检测农药的适配体传感器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤如下：1）清洗、活化并测试裸玻碳电极，获得预处理玻碳电极；2）制备导电炭黑-壳聚糖复合液，滴涂到步骤1）的预处理玻碳电极上；3）制备氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，并用壳聚糖溶液进行分散，将此分散液滴涂到在步骤2）所得的修饰电极上；4）在步骤3）所得的修饰电极上固定农药适配体；5）用牛血清蛋白封闭步骤4）所得的电极，得到用于农药检测的适配体传感器。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1）所述清洗、活化并测试裸玻碳电极是利用热piranha溶液浸泡裸玻碳电极后，用Al2O3浆抛光，再依次用去离子水、HNO3、无水乙醇和去离子水超声清洗，干燥后用循环伏安法活化，并通过检测裸电极循环伏安曲线峰电位差测试电极。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤2）所述在预处理电极表面分层滴涂导电炭黑-壳聚糖溶液，是先将0.25g壳聚糖溶解于50mL乙酸溶液中持续搅拌至完全分散得到壳聚糖溶液，再将1.0mg炭黑加入到1.0mL上述壳聚糖溶液中超声分散50min得到炭黑-壳聚糖溶液，取7μL的炭黑-壳聚糖溶液滴涂在预处理玻碳电极上，在空气中干燥，用超纯水冲洗表面，将未固定在电极表面的液体冲洗掉，得到炭黑-壳聚糖修饰的玻碳电极。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤3）所述在电极表面滴涂氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，是先采用Hummers方法制备氧化石墨烯，再利用热溶剂法制备四氧化三铁复合石墨烯，将7μL的氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料滴涂在电极上，在空气中干燥，得到四氧化三铁复合石墨烯修饰的电极。6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤4）所述在工作电极上滴涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙霞，焦艳翠，郭业民，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37