[发明专利]用于快速检测杂色曲霉素的生物传感器及其组装方法

说明书

技术领域

本发明属于生物传感器领域，涉及一种用于快速检测杂色曲霉素的生物传 感器及其组装方法。

背景技术

杂色曲霉素(Sterigmatocystin，ST)是一种致癌致畸的真菌毒素，是黄曲 霉毒素(Aflatoxin，AFT)的合成前体，二者结构相似，都是由双呋喃环与氧 杂蒽醌连接组成。ST是国际癌症研究机构划分的2B类致癌物质，与肺癌、肝 癌、胃癌密切相关，是粮食、饲草、玉米、小麦、花生等谷物中的主要真菌污 染源。在我国，恶性肿瘤高发区大部分是由于粮食和谷物中ST的污染，然而， 人们对ST的急慢性毒性认识却比较少，因此测定ST的含量具有重要的意义。 目前，测定ST的方法主要有薄层层析法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、 液质联用法(LC-MS)、气质联用法(GC-MS)和偶联质谱法(Tandem MS)等 (Turner NW，Subrahmanyam S，Piletsky SA.Analytical methods for determination of mycotoxins：A review.Anal Chim Acta 2009；632：168-180.)。这些 方法各有其特点，但有的需要使用昂贵的仪器，有的操作繁琐，有的样品前处 理麻烦；此外，由于ST发荧光的强度远不如黄曲霉毒素，而使用衍生化的方 法则容易引入较大的误差，灵敏准确的检测通常需要使用质谱检测器，从而难 于实现实际样品中ST含量的快速检测。

酶生物传感器是一种较好的替代方法，具有检测速度快，操作简单等特点， 已报道的酶生物传感器法，如在发明人的中国专利ZL 200410028018.9中，提 供了利用黄曲霉毒素解毒酶修饰电极制备生物传感器检测杂色曲霉素，其检测 线为10ng/mL，响应时间为2min。但该类生物传感器仍有待改进，提高其灵敏 度、稳定性和重现性等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可用于实际样品中杂色 曲霉素含量快速检测的生物传感器。该生物传感器灵敏度更高，稳定性和重现 性更好，响应时间更快，并且可快速用于实际样品中ST检测的生物传感器及 其组装方法。

本发明所述的一种用于快速检测杂色曲霉素的生物传感器，包括基底电极 以及组装在基底电极上的反应层，所述的反应层包括：聚合物膜，由电聚合在 基底电极上的聚邻苯二胺构成；该聚合物膜修饰在所述基底电极上；电子传递 体，为有机分子或高分子电子传递体；壳聚糖凝胶，由壳聚糖溶液制成；以及 6-甲氧基双呋喃香豆素氧化酶；其中，由活化后的单壁碳纳米管均匀分散在壳 聚糖溶液中形成电子传递体-壳聚糖凝胶混合膜；所述6-甲氧基双呋喃香豆素氧 化酶包埋固定在电子传递体-壳聚糖凝胶混合膜上，再组装在聚合物膜修饰的基 底电极上，形成用于检测杂色曲霉素的生物传感器。

本发明优选的聚合物膜是聚邻苯二胺，邻苯二胺可以通过电聚合，有机合 成等方法在很多导电基体上制得聚合薄膜，它即适合于在有机电解质中使用， 也可以用于水性电解质溶液，具有较高的库伦效率和稳定性。

本发明所述的电子传递体可选用有机分子或高分子电子传递体。有机分子 电子传递体主要有二茂铁及其衍生物、有机染料、醌及其衍生物、离子液体等； 高分子电子传递体主要有碳纳米管、金属纳米颗粒、变价过渡金属离子型和有 机氧化还原型等氧化还原聚合物等。本发明优选的电子传递体是活化后的单壁 碳纳米管，可以采用强酸或强氧化剂进行活化处理。本发明中将单壁碳纳米管 分散在壳聚糖溶液中，也可以选用溶胶凝胶(sol-gel)及其复合物、明矾以及 一些其他具有成膜能力的化合物代替壳聚糖。

本发明所述的一种用于快速检测杂色曲霉素的生物传感器的组装方法，包 括以下步骤：

A、将邻苯二胺单体通过电化学的方法聚合在基底电极表面，得到聚邻苯 二胺聚合物膜修饰的基底电极；

B、将壳聚糖溶液制成壳聚糖凝胶；

C、将单壁碳纳米管活化处理后，加入到上述的壳聚糖溶液中混匀，即得 单壁碳纳米管-壳聚糖混合液，备用；

D、制备6-甲氧基双呋喃香豆素氧化酶溶液，备用；

E、将6-甲氧基双呋喃香豆素氧化酶溶液与单壁碳纳米管-壳聚糖混合液混 匀，滴加在聚邻苯二胺聚合物膜修饰的基底电极表面，4℃组装过夜，即得所 述的生物传感器。

优选的制备方法包括以下步骤：