[发明专利]一种电致化学发光内吸磷传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电致化学发光内吸磷传感器的制备方法。属于新型纳米功能材料与生物传感器技术领域。

背景技术

内吸磷是一种有机磷农药，带有硫醇臭味，属高毒类农药。在土壤中，内吸磷可通过水的淋溶作用而稍向土壤深层迁移。土壤中的内吸磷可以通过植物根部吸收而进入植物体内。人们误食这类植物或含有其残留物的植物后，内吸磷能通过消化道、呼吸道及完整的皮肤和粘膜进入人体，会出现恶心、呕吐、头痛、泻肚、全身软弱无力等中毒初步症状，长期食用或过量食用会导致癌变。

目前，检测内吸磷的方法主要有色谱法、质谱法等。此类方法仪器贵重、操作复杂，化验人员需要专业培训后才能进行检测。因此，研发成本低、检测快、灵敏度高、特异性强的内吸磷传感器具有重要意义。

电致化学发光传感器由于其灵敏度高、特异性好、操作简便等优点被广泛应用于临床诊断、药物分析、环境监测等领域。制备性能优越的电化学发光传感器，其最关键技术就是发光强度及稳定性和免疫分子的有效固定及重现性等性能的提高。二氧化钛是应用最为广泛的一种光催化剂材料，由于片状二氧化钛纳米材料能够暴露更多的高指数晶面，具有更高的光催化活性，二氧化钛纳米片具有比纳米粒子更好地应用前景，对于二氧化钛纳米片的研究也备受关注。同时，二氧化钛导电性差也限制了由单一二氧化钛纳米材料构建的电致化学发光传感器的灵敏度普遍不高，不利于实际应用。但是，在半导体纳米材料上修饰或复合特殊的纳米材料，可以有效提高半导体表面的共振能量转移，产生更强的发光强度，并大大提高检测灵敏度。因此，设计、制备高效、稳定的二氧化钛纳米片及其修饰物是制备电致化学发光传感器的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备简单、灵敏度高、检测快速、特异性强的电致化学发光内吸磷传感器的制备方法，所制备的传感器，可用于内吸磷的快速、灵敏检测。基于此目的，本发明首先制备了一种新型二维纳米材料，即氮化碳上原位复合锰掺杂的氧化钼/二氧化钛纳米片的二维纳米复合材料Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄，利用该材料的良好的生物相容性和大的比表面积，负载上内吸磷抗体，然后通过戊二醛的交联作用固定辣根过氧化物酶，在进行检测时，由于辣根过氧化物酶可以催化过氧化氢原位生成O₂，并与底液中的K₂S₂O₈进行电化学反应，产生电致化学发光信号，再利用抗体与抗原的特异性定量结合对电子传输能力的影响，使得电流强度降低，从而降低发光强度，最终实现了采用无标记的电致化学发光方法检测内吸磷的生物传感器的构建。

本发明采用的技术方案如下：

1. 一种电致化学发光内吸磷传感器的制备方法，所述的电致化学发光内吸磷传感器由工作电极、Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄、内吸磷抗体、牛血清白蛋白、戊二醛、辣根过氧化物酶组成；所述的Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄为氮化碳上原位复合锰掺杂的氧化钼/二氧化钛纳米片的二维纳米复合材料；

其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：

a. Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄的制备；

b. 电致化学发光内吸磷传感器的制备；

其中，步骤a制备Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄的具体步骤为：

首先，取0.6~1.0 mmol钼酸钠和0.8~1.2 mmol锰盐加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌过程中，缓慢加入0.5~0.8 mL氢氟酸，160~200 ℃下在反应釜中反应18~24小时，冷却至室温后，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50℃下真空干燥；其次，取150~250 mg干燥后的固体与400 mg三聚氰胺混合，并研磨成粉末；然后，将研磨的粉末放入马弗炉中，升温速度为1~3 ℃/min，在 480~560℃下煅烧0.5~5小时；最后，将煅烧后的粉末冷却至室温，即制得Mn-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄；