本发明专利技术公开了一种基于适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器及其在两种金属离子同时检测中的应用。本发明专利技术所述电化学传感器包括石墨炔、纳米金、镉适配体、汞适配体、多巴胺。本发明专利技术利用石墨炔比表面积大的特点进一步增加适配体负载量，通过分子印迹限域聚合物固定适配体构象，制备了具有良好pH耐受性和特异性的适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器，可用于复杂基质中镉和汞的同时检测，具有显著的社会经济价值。
1、水产品富含蛋白质、不饱和脂肪酸和多种人体必需的微量元素，深受大众的喜爱。而水产品中重金属残留超标事件频频发生，从而对人体造成严重伤害。其中，重金属镉(cd(ⅱ))是水产品中典型的重金属污染物之一，毒性强，检出率高。镉在人体内具有强蓄积性，极易与组织中的金属巯蛋白结合，进而导致人体器官中酶系统无法正常工作，阻碍新陈代谢。重金属汞(hg(ⅱ))广泛存在于工农业等环境中，具有极强的生物亲和力，在食物链中具有高度生物蓄积性，会对脑皮质、中枢及末梢神经系统产生损伤。因此，迫切需要开发水产品中重金属的快速检测方法。
2、目前，常用的重金属检测方法主要涉及原子吸收光谱法(aas)，电感耦合等离子体质谱法(icp-ms)，电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-aes)等。此类传统检测方法具有灵敏度高的优点，但是仪器成本高，体积大，样品前处理操作较为复杂。快速检测方法具有成本低、易于小型化、操作更简便的优点，能将靶标物质的浓度转化为光信号，电化学信号等，便于检测，在食品、医药等领域具有广泛的应用。
3、电化学传感器作为一种快速检测方法，因其成本低廉、操作简单、易于小型化且便于现场操作等优点，近年来逐渐出现在了大众的视野中。其中基于适配体的电化学传感器具有可重复性好、对靶标亲和性强、特异性好等优点。但该方法中适配体对环境ph的耐受性能较差，其构象易受到破坏，从而影响其识别效果。
/>技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器及其在两种金属离子同时检测中的应用。本专利技术利用石墨烯比表面积大的特点进一步增加适配体负载量，通过分子印迹限域聚合物固定适配体构象，制备了具有良好ph耐受性和特异性的电化学传感器，可用于镉和汞的同时检测。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器，所述电化学传感器包括石墨炔、纳米金、镉适配体、汞适配体、多巴胺。
4、进一步地，所述镉适配体的核酸序列如seq no.1所示。
5、进一步地，所述汞适配体的核酸序列如seq no.2所示。
6、
7、进一步地，所述电化学处理器的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
8、(1)玻碳电极预处理；
9、(2)滴涂石墨炔溶液，干燥得到石墨炔修饰的玻碳电极；
10、(3)将石墨炔修饰的玻碳电极浸于四氯金酸溶液中，沉积、洗涤、干燥，得到纳米金修饰的石墨炔玻碳电极；
11、(4)将纳米金修饰的石墨炔玻碳电极浸于混合溶液中，洗涤、干燥，得到适配体修饰的纳米金石墨炔玻碳电极；
12、(5)将适配体修饰的纳米金石墨炔玻碳电极浸置于金属离子混合溶液，反应、洗涤、干燥得到结合金属离子的适配体-纳米金石墨炔玻碳电极；
13、(6)将结合金属离子的适配体-纳米金石墨炔玻碳电极浸置于多巴胺溶液中进行电聚合，洗脱得到适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器。
14、进一步地，步骤(2)中，所述石墨炔溶液的浓度为1～3mg/ml，用量为3～5μl，所述干燥为红外干燥，功率为200～250w，时间为20～60s。
15、进一步地，步骤(3)中，所述四氯金酸溶液的浓度为1-2mg/ml；所述沉积电压为-0.8～-0.2v，时间为300～900s。
16、进一步地，步骤(4)中，所述混合溶液为适配体溶液与还原剂溶液的混合溶液；所述适配体溶液的浓度为5～15μmol/l，其中镉适配体和汞适配体摩尔比为7～9:1，所述还原剂溶液为盐酸三(2-羧乙基)膦溶液，浓度为5～10μmol/l；所述适配体溶液与还原剂溶液的体积比为1:1～2。
17、进一步地，步骤(5)中，所述金属离子包括镉离子、汞离子；所述金属离子混合溶液中，镉离子的浓度为5～20ppm，汞离子的浓度为5～20ppm；所述反应的温度为20～30℃，时间为60～90min。
18、进一步地，步骤(6)中，所述多巴胺溶液的浓度为0.5～10mmol/l；所述电聚合具体为以45～55mv/s的速率在-0.5v到0.5v的电位范围内，进行2～4个循环的扫描，每个循环的时间为2～5min；所述洗涤的洗涤液为乙二胺四乙酸溶液，浓度为40～80mmol/l，时间为45～80min。
19、进一步地，所述电化学传感器的应用，其特征在于，所述电化学传感器用于食品中金属离子的检测；所述金属离子包括镉离子、汞离子中的一种或两种。
20、本专利技术有益的技术效果在于：
21、本专利技术通过石墨炔修饰电极，增加适配体的负载量，从而实现两种重金属的同时检测。同时分子印迹限域聚合物(mip)，其具有结构稳定性，在印迹过程中可以形成印迹层，固定适配体构象，改善适配体对环境ph的耐受性能较差的不足，具有抗恶劣环境和稳定性好等优点，与现有技术对比，本专利技术中多巴胺和适配体结合之后具有协同作用，使得印迹特异性和稳定性更好，因而在设计适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器以同时检测镉和汞两种重金属离子有重要意义。本专利技术将适配体印迹聚合物技术与电化学传感器二者相结合对汞离子和镉离子进行高灵敏和高特异性研究。首先，通过滴涂纳米材料石墨炔(gdy)，以增加比表面积，使其干燥后在其表面电沉积纳米金颗粒。其次，通过au-s键将汞适配体和镉适配体固定在纳米金颗粒的表面上。适配体与靶标离子结合后，通过循环伏安电聚合用多巴胺印迹层固定了靶标-适配体的特殊构象。最后，利用edta与靶标离子的螯合作用，靶标离子cd(ⅱ)和hg(ii)经edta洗脱，在工作电极表面形成印迹空腔，得到适配体印迹限域聚合物。在靶标离子存在的情况下，靶标离子会结合于特定的空腔结构中。当工作电极电压从正电压向负电压扫描时，电极上富集的靶标离子被还原，导致峰电流差值(δi)发生变化。溶液中靶标离子的浓度越高，δi的值就越大。因此，cd(ⅱ)和hg(ⅱ)的浓度可以通过δi值来进行定量检测。最后，也将该传感器用于蟹肉样品中的镉离子和汞离子检测，检测结果与国标中的方法所得到的结果类似，证明了该传感器的优良性能。与现有技术对比，本专利技术中多巴胺和适配体结合之后具有协同作用，使得印迹特异性和稳定性更好。所构建的检测方法具有操作简单、良好ph耐受性和特异性高等优点，对在食品安全领域的实际应用方面具有重要意义。
22、本专利技术利用石墨炔比表面积大的特点进一步增加适配体负载量，实现两种离子的同时检测。
23、本专利技术利用多巴胺在电极表面形成印迹层，从而固定适配体构象，改善适配体对环境ph的耐受性能较差的不足。制备了具有良好ph耐受性和特异性的适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器。
24、本专利技术中的汞离子回收率在99％-110％之间，镉离子回收率在93％-109本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器，其特征在于，所述电化学传感器包括石墨炔、纳米金、镉适配体、汞适配体、多巴胺。
2.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述镉适配体的核酸序列如SEQNo.1所示。
3.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述汞适配体的核酸序列如SEQNo.2所示。
4.一种权利要求1-3任一项所述电化学处理器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石墨炔溶液的浓度为1～3mg/mL，用量为3～5μL，所述干燥为红外干燥，功率为200～250W，时间为20～60s。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述四氯金酸溶液的浓度为1～2mg/mL；所述沉积电压为-0.8～-0.2V，时间为300～900s。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述混合溶液为适配体溶液与还原剂溶液的混合溶液；所述适配体溶液的浓度为5～15μmol/L，其中镉适配体和汞适配体摩尔比为7～9:1，所述还原剂溶液为盐酸三(2-羧乙基)膦溶液，浓度为5-10μmol/L；所述适配体溶液与还原剂溶液的体积比为1:1～2。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述金属离子包括镉离子、汞离子；所述金属离子混合溶液中，镉离子的浓度为5～20ppm，汞离子的浓度为5～20ppm；所述反应的温度为20～30℃，时间为60～90min。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述多巴胺溶液的浓度为0.5-10mmol/L；所述电聚合具体为以45-55mv/s的速率在-0.5V到0.5V的电位范围内，进行2～4个循环的扫描，每个循环的时间为2～5min；所述洗涤的洗涤液为乙二胺四乙酸溶液，浓度为40～80mmol/L，时间为45～80min。
10.一种权利要求1-3任一项所述电化学传感器的应用，其特征在于，所述电化学传感器用于食品中金属离子的检测；所述金属离子包括镉离子、汞离子中的一种或两种。
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【技术特征摘要】
1.一种基于适配体/多巴胺印迹聚合物的电化学传感器，其特征在于，所述电化学传感器包括石墨炔、纳米金、镉适配体、汞适配体、多巴胺。
2.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述镉适配体的核酸序列如seqno.1所示。
3.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述汞适配体的核酸序列如seqno.2所示。
4.一种权利要求1-3任一项所述电化学处理器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石墨炔溶液的浓度为1～3mg/ml，用量为3～5μl，所述干燥为红外干燥，功率为200～250w，时间为20～60s。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述四氯金酸溶液的浓度为1～2mg/ml；所述沉积电压为-0.8～-0.2v，时间为300～900s。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述混合溶液为适配体溶液与还原剂溶液的混合溶液；所述适配...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐斐，郝丽玲，方欣雨，沙家豪，刘馨娜，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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