[发明专利]一种用于检测双酚A的适配体传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学生物传感器的技术领域，涉及一种导电金刚石膜、金纳米颗粒、适配体和巯基己醇的复合材料传感器及其制备方法。

背景技术

农药、医药等有机污染物的存在严重影响着水生态系统和人类健康。过去几十年，双酚A等内分泌干扰物引起了全世界的广泛关注。双酚A广泛应用到化工领域，主要用于塑料的制造，如食品包装、饮料瓶、储存设备、餐具、奶瓶、医疗器械等。然而，双酚A的毒性会导致人类发育障碍、流产、冠心病和乳腺癌等等。因此许多国家已经禁止奶瓶以及其他包装中含有双酚A。欧洲食品安全局公布的目前每日摄取量不高于4μg/kg。即使在非常低的浓度(甚至低于4.4×10^–12mol/L)都可以引起异常的生理变化。双酚A具有积累作用，在极低痕量的情况下，检测和发现双酚A，可以避免长期积累引起环境和人体危害。目前常见的双酚A检测手段包括液相色谱法、液相色谱-质谱联用、气相色谱-质谱联用、酶联免疫吸附法、毛细管电泳法、固相萃取法等。这些方法在检测过程中会产生大量有害的有机溶剂，需要复杂的预处理过程，仪器设备昂贵，而且大部分的检测水平都集中在10^–9～10^–12mol/L。因此设计和制作一种更灵敏的双酚A检测方法和传感器很有必要。

近几年来，电化学方法由于其简单、灵敏度高、试剂量小、动态范围宽、检测限低、仪器成本低等优势，是电化学检测的重要方法。合适的传感器材料和结构的选择非常重要。通常使用玻碳、金或石墨等材料并表面加以修饰制作传感器。但双酚A的电化学活性相对较弱，其氧化产物易于附着到这些传感器表面，降低了传感器的效率和重复性。因此为了进一步减少双酚A的检测限，合适的传感器材料和结构是关键。硼掺杂金刚石具有独特的化学惰性、宽电位窗口、极低的背景电流、高电流密度、极好的电化学稳定性、高抗垢能力等优点。利用硼掺杂金刚石表面终端改性可取得2.1×10^–7mol/L的双酚A检测水平，利用络氨酸酶修饰可降低至1×10^–11mol/L浓度。但尚没有达到低于10^-12mol/L的相关方法和报道。

和本发明接近的现有技术是公开号为CN 104267084A，名称为“检测双酚的电化学传感器及其制备方法和应用”的专利申请，制备方法是称取石墨烯8～15mg,量取0.1～0.3ml 1-丁基-3-甲基咪哩六氟磷酸盐分散于1～5ml的二甲基甲酞胺中超声70～120min,取5～12ul悬浊液滴涂在玻碳电极表面,红外灯烤15～25min,与电化学工作站连接。检测线性范围在2×10^-8～2×10^-6mol/L，检测限8×10^-9mol/L，高于本申请发明中的检测限(5～7×10^-15mol/L)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，通过功能材料的选择和特殊结构的设计，将金纳米颗粒、适配体、巯基己醇和导电金刚石膜相结合，获得一种检测限低、重复性好、灵敏度高、特异性强、成本低的一种新的双酚A适配体传感器。

本发明在硼掺杂金刚石膜上通过离子溅射沉积金膜，并在管式炉中退火得到金纳米颗粒，以增加电极的电子传输能力。最后利用适配体和巯基己醇自组装，以提高传感器的特异性识别能力和检测水平。本发明双酚A适配体传感器的具体技术方案如下。

一种用于检测双酚A的适配体传感器，以掺硼金刚石膜为基底，掺硼金刚石膜1上沉积有金纳米颗粒2，在金纳米颗粒2上自组装适配体3，并有巯基己醇4占据金纳米颗粒上的适配体遗留的空白位点；所述的适配体3，结构为

5'-SH-(CH2)6-CCG GTG GGT GGT CAG GTG GGA TAG CGT TCC GCG TAT GGC CCA GCG CAT CAC GGG TTC GCA CCA-3'。

巯基己醇具体的是6-巯基己-1-醇。

所述的金纳米颗粒，平均尺寸5～10nm，金纳米颗粒密度10¹¹～10¹²/cm²。

本发明的用于检测双酚A的适配体传感器具有检测限低、重复性好、灵敏度高、特异性强、成本低的特点。

本发明的用于检测双酚A的适配体传感器制备方法的具体技术方案如下。