一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器，所述传感器的构建方法包括以下步骤：(1)CuBi2O4/ITO电极的制备；(2)待测物标准溶液的制备；(3)光电流的测定；本发明专利技术利用H2O2与CuBi2O4材料表面不饱和Cu

【技术实现步骤摘要】
一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器及其检测方法


[0001]本专利技术涉及食品检测
，尤其是涉及一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器及其检测方法。

技术介绍

[0002]食品安全是一个遍布全世界的公共卫生问题。霉菌毒素是真菌的次生代谢产物，食用含有霉菌毒素的食物会对人类造成严重的影响，这些影响包括致畸形、致突变、肾毒性、致癌等，甚至会威胁到生命[Chauhan,R.；Singh,J.；Sachdev,T.；Basu,T.；Malhotra,B.D.Biosens.Bioelectron.2016,81,532
–
545]。伏马菌素B1作为一种含量最多且毒性最大的霉菌毒素，存在于玉米、小麦、水稻和大豆中[Bennett,J.W.；Klich,M.Clin.Microbiol.Rev.2003,16,497
‑
516.Stockmann
‑
Juvala,H.；Savolainen,K.Hum.Exp.Toxicol.2008,27,799
‑
809]，对人体有致癌作用，可引起严重的神经系统疾病[Li,M.；Li,D.Y.；Li,Z.Y.；Hu,R.；Yang,Y.H.；Yang,T.Biosens.Bioelectron.2022,209,114241]。为此，欧盟委员会已为食品中的伏马菌素B1设定了最大残留限量(MRL)[EU.Commission regulation(EC)No 1126/2007.2007]。现有的检测伏马菌素B1的方法主要包括酶联免疫吸附试验(ELISA)[Sheng,Y.J.；Jiang,W.X.；De Saeger,S.；Shen,J.Z.；Zhang,S.X.；Wang,Z.H.Toxicon 2012,60,1245
–
1250]、高效液相色谱(HPLC)[Girolamo,A.D.；Pereboomde Fauw,D.；Sizoo,E.；Egmond,H.P.V.；Gambacorta,L.；Bouten,K.；Stroka,J.；Visconti,A.；Solfrizzo,M.World Mycotoxin J.2010.3,135
–
146]等，但ELISA涉及到复杂的操作步骤，而HPLC需要用到昂贵的仪器。因而迫切需要提出一种简单、成本低、高效的方法用于伏马菌素B1的高灵敏检测。
[0003]阴极光电化学传感技术因具备较强的抗光腐蚀能力和抗干扰能力，已成为传感
的新兴前沿[Xu,Y.T.；Yu,S.Y.；Zhu,Y.C.；Fan,G.C.；Han,D.M.；Qu,P.；Zhao,W.W.Trends Anal.Chem.2019,114,81
‑
88]。但阴极光电化学目前主要受限于光诱导电子转移(PET)机制，并且其较低的载流子迁移率[Wu,H.L.；Li,X.B.；Tung,C.H.；Wu,L.Z.Adv.Sci.2018,5,1700684]使得有限的电子受体分子可以被用作信号探针。此外，尚未有工作报道将阴极光电化学用于伏马菌素B1的检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器及其检测方法。本专利技术利用H2O2与CuBi2O4材料表面不饱和Cu
2+
的原位反应，修复材料表面Cu
2+
缺陷态，消除载流子复合中心，增强阴极光电流，结合四面体DNA(THDs)基的链置换放大策略，构建一种阴极光电化学传感技术，用于伏马菌素B1的检测。本专利技术不涉及DNA链的固定及修饰等复杂的操作步骤，且检测机制新颖，拓宽了阴极光电化学传感器的应用范围。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
TTA CGT CTG CAC ATA CCA GCT TAT TCA ATT AGA TAG TAA GTG CAA TCT TTT TTC TTC TCG GCG GTA TCA TCT AAG GGT GCA TCA CAG CAA AAT AGT GGT CCG TCA ACT；
[0027]P5，AAT GTT CAG TGA GCG TAA TTG AAT AAG CTG GTA TAA GGT AAT GCG ATT；
[0028]P6，TTC AGT GAG CTT TTT CTT CTC GGC GGT ATC ATC TAA GGG TGC ATC ACA GCA AAA TAG TGG TCC GTC AAC T；
[0029]P7，CAT CCC GCC CAA CCC GCT CAC TGA ACA TT；
[0030]P8，AAT GTT CAG TGA GCG GGT TGG GCG GGA TGG GTT TTT CTT CTC GGC GGT ATC ATC TAA GGG TGC ATC ACA GCA AAA TAG TGG TCC GTC AAC T。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，单链DNA P4上含有伏马菌素B1适配体序列，伏马菌素B1适配体序列为：5
’‑
ATA CCA GCT TAT TCA ATT AAT CGC ATT ACC TTA TAC CAG CTT ATT CAA TTA CGT CTG CAC ATA CCA GCT TAT TCA ATT AGA TAG TAA GTG CAA TCT
‑3’
。
[0032]在本专利技术的一个实施例中，待测物标准溶液的制备方法为：
[0033]a、DNA四面体THDs的自组装：将单链DNA：P1、P2、P3、P4、P5，以等摩尔比混合于含有50mmol/L MgCl2的Tris
‑
HCl(20mmol/L，pH＝7.4)缓冲溶液中，然后将混合物加热至95℃并反应5min，快速冷却至4℃后即可形成稳定的THD1；
[0034]以同样的步骤制备出DNA四面体THD2，由单链DNA P1、P2、P3、P6、P7构成；
[0035]以同样的步骤制备出DNA四面体THD3，由单链DNA P1、P2、P3、P8构成；
[0036]b、目标物识别反应：分别将体积均为10μL的不同已知浓度的伏马菌素B1、0.5～2.0μmol/L的DNA四面体THD1和0.5～2.0μmol/L DNA四面体THD2混合于30μL反应缓冲液(20mmol/L Tris
‑
HCl，10mmol/L KCl，2.0mmol/L MgSO4、10mmol/L(NH4)2SO4，pH＝8.8)中，并于37℃条件下反应115min，以进行目标物的识别反应；
[0037]c、链置换反应：再加入10μL 0.5～2.0μmol/L的DNA四面体THD3，于37℃条件下进行链置换反应45～80min，制得不同浓度伏马菌素B1的生物反应液；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测伏马菌素B1的阴极光电化学传感器，其特征在于，所述传感器的构建方法包括以下步骤：(1)CuBi2O4/ITO电极的制备将CuBi2O4粉末分散在去离子水中，制成悬浮液，然后将所得悬浮液滴涂到ITO电极表面，干燥，制得CuBi2O4/ITO电极；(2)待测物标准溶液的制备a、DNA四面体THDs的自组装：将单链DNA：P1、P2、P3、P4、P5，以等摩尔比混合于含MgCl2的Tris
‑
HCl缓冲溶液中，然后将混合物加热至95℃并反应5min，快速冷却至4℃后即形成稳定的DNA四面体THD1；以同样的步骤制备出DNA四面体THD2，由单链DNA P1、P2、P3、P6、P7构成；以同样的步骤制备出DNA四面体THD3，由单链DNA P1、P2、P3、P8构成；b、目标物识别反应：不同已知浓度的伏马菌素B1和DNA四面体THD1、DNA四面体THD2混合于反应缓冲液中，并于37℃条件下反应，以进行目标物的识别反应；c、链置换反应：再加入DNA四面体THD3，于37℃条件下进行链置换反应，制得不同浓度伏马菌素B1的生物反应液；d、向不同浓度伏马菌素B1的生物反应液中加入氯化铁血红素hemin，形成G
‑
四联体/hemin DNA酶，再加入单壁碳纳米管，孵育反应后加入H2O2，制得待测物标准溶液；(3)光电流的测定将CuBi2O4/ITO电极置于步骤(2)制得的待测物标准溶液中孵育，之后进行光电化学检测，对伏马菌素B1进行定性或定量分析。2.根据权利要求1所述的阴极光电化学传感器，其特征在于，CuBi2O4粉末的制备方法为：将Cu(NO3)2·
3H2O和Bi(NO3)3·
5H2O溶于HNO3溶液中，之后加入NaOH溶液及乙二醇进行反应，反应结束后离心、洗涤、干燥，制得所述CuBi2O4粉末。3.根据权利要求2所述的阴极光电化学传感器，其特征在于，Cu(NO3)2·
3H2O与Bi(NO3)3·
5H2O的摩尔比为1:2～6。4.根据权利要求1所述的阴极光电化学传感器，其特征在于，步骤(2)中，单链DNA P1
‑
P8的5
’
到3
’
端的序列依次为：P1，ATG ATA CCG CCG AGA AGA GCA CAT CGT TCG ACA TTA CAA AGT CTG AAT CCT TAC A；P2，CAT AAC CTG GGA GCG TAG ATA ATG TCG AAC GAT GTG ACA GTT GAC GGA CCA CTA T；P3，TAC GCT CCC AGG TTA TGT TTG CTG TGA TGC ACC CTT CGT GTA AGG ATT CAG ACT T；P4，ATA CCA GCT TAT TCA ATT AAT...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光丽，顾萌萌，董玉明，闫梦华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：