[发明专利]一种用于检测5-羟甲基-2-糠醛的生物信号传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于检测5‑羟甲基‑2‑糠醛的生物信号传感器，包括：工作电极，参比电极和对电极；其中，所述工作电极为经修饰的石墨电极。具体的工作电极制备流程为：石墨电极表面修饰MXene，得到MXene/GE。由于MXene具有与石墨烯相似的性质，可以吸附单链DNA，因此我们将一端修饰有电化学信号分子亚甲基蓝，另一端修饰有酰肼基团的DNA MB‑Hyd吸附到MXene/GE的表面，得到Hyd‑MB/MXene/GE。然后将不同浓度的待检测物质5‑HMF与一定浓度的二茂铁甲醛的混合物质修饰到电极表面，而5‑HMF中的醛基能够高度选择性地与肼基团反应形成腙键，之后通过二茂铁甲醛与MB的电流比值结果来确定所检测的5‑HMF的含量水平。本发明采用的方法灵敏度高且特异性强，既能排出干扰又具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明是属于电分析化学和电化学传感器领域，特别涉及一种用于检测5-羟甲基-2-糠醛的生物信号传感器及其制备方法和应用。

背景技术

5-羟甲基-2-糠醛(简称5-HMF)是葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一个醛类化合物，该化合物稳定性不好，容易分解成乙酰丙酸和甲酸，或发生聚合反应。一方面，5-HMF对人体横纹肌和内脏有损害，另一方面，葡萄糖注射液在高温情况下颜色容易变黄，虽然5-HMF本身无色，但由于5-HMF可发生聚合而由聚合物导致变色，且葡萄糖注射液颜色的深浅与5-HMF产生的量成正比，因此5-HMF的量可反映出产品中葡萄糖的分解程度。因此基于5-HMF产生的毒性及对产品质量情况的指示作用，在含葡萄糖或其它单糖的制剂中应作为一个重要的有关物质加以控制。同时，5-HMF已被广泛的认为是食品质量恶化的指标之一，作为美拉德反应的中间产物，5-HMF广泛的存在于经过高温过程的食品中。近年来，食品中5-HMF含量的增加导致人们对其毒理性的关注逐渐上升，包括其细胞毒性、遗传毒性和肿瘤效应等。

目前，5-HMF的检查方法有以下几种：例如，通过颜色来进行检测，葡萄糖注射液颜色的深浅与5-HMF产生的量成正比，可通过控制溶液的颜色来控制5-HMF的量，但由于5-HMF并非葡萄糖注射液变色的唯一因素，所以该方法的专一性和准确性较差。通过吸收波长来进行检测：紫外法、双波长法、杂质对照法等。5-HMF的最大吸收波长在284nm处，如制剂或食品中有其他的物质在相同的波长出有明显的吸收，会干扰5-HMF的检查。而双波长法操作较为繁琐，工作量较大，一般需要进行完备的方法学验证。杂质对照法具有较强的专一性，但检验过程中干扰因素较多。因此以上方法均难以满足日常快速分析的要求。由此可见，建立5-HMF的检测新方法以及制备检测装置成为亟待解决的技术问题。

MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，是一种类石墨烯的新型层状二维晶体材料，其化学式为M_n+1X_n，n＝1、2、3，M为早期过渡金属元素(例如Ti、V、Zn、Hf、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、Sc、Y、Lu、W)，X为碳或/和氮元素，其母体材料MAX相是一类化学式为M_n+1AX_n的三元层状化合物，其中M、X、n与上述一样，A为主族元素(最常见的为Al，Si)。具有独特的二维层状结构、较大的比表面积及良好的导电性、稳定性、磁性能和力学性能，已广泛应用于储能、催化、吸附等多处领域。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、检测方法简单的用于检测5-羟甲基-2-糠醛的生物信号传感器及其制备方法和应用。

技术方案

本发明一方面提供了一种用于检测5-羟甲基-2-糠醛的生物信号传感器，其特征在于，包括：工作电极，参比电极和对电极；其中，所述工作电极为经修饰的石墨电极，所述参比电极为饱和甘汞电极，所述铂丝电极为对电极。