[发明专利]一种用于棒曲霉素检测的电化学适体比率传感器制备方法

说明书

本发明涉及了一种用于棒曲霉素检测的电化学适体比率传感器的制备方法，包括以下步骤：以水热合成法制备三金属纳米花作为基底材料，以共价结合将基底材料和核酸适配体修饰在金电极表面，采用酶循环切割法制备核酸单链探针，制得核酸适配体/三金属复合纳米花/氨基化金电极，本发明采用的电极系统，以核酸适配体/三金属复合纳米花/氨基化金电极为工作电极，以铂丝电极为对电极，饱和氯化银作参比电极，通过电活性物质的信号比值变化测得棒曲霉素的浓度，得到了用于棒曲霉素含量检测的电化学适体传感器。本发明与普通单信号电化学传感器相比，具有响应速度快，背景噪音低，灵敏度高、重复性好、准确度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种用于棒曲霉素检测的电化学适体比率传感器制备方法，尤其涉及一种基于三金属纳米材料修饰的金电极的制备方法。

背景技术

食品是人类社会赖以生存和发展的最基本的物质条件，食品安全状况如何，直接关系着广大人民群众的身体健康和生命安全，关系着我国国民经济与社会的协调发展。目前，食品中的棒曲霉素污染是一个世界性的问题，尤其是在水果及水果制品中，在发霉的苹果中，棒曲霉素污染尤为严重。棒曲霉素主要来源于青霉菌，这些真菌可利用鲜果肉质及其他食品和饲料中的营养繁殖并产毒。在水果制品加工中，原材料的长时间贮藏往往会造成水果制品中的棒曲霉素含量超标。人们长期食用棒曲霉素残留量超标的水果制品，将导致急性或慢性中毒，甚至引起细胞产生致畸和致突变作用，严重危害到人们的身体健康。

我国相关质量标准规定，山楂半成品及苹果的棒曲霉素最大残留量不得高于100µg/kg，果酒、罐头、果汁、果酱和果脯的棒曲霉素最大残留量不得高于50 µg/kg（GB 2761-2017 食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量）。因此，加强棒曲霉素残留监测技术，对保护生态环境、保证食品安全、保障人类健康有着重要而深远的意义。目前测定各种生物基质中棒曲霉素的分析方法主要有薄层色谱法(TLC)（Welke J. E., Hoeltz M., Dottori H.A., et al. Quantitative analysis of patulin in apple juice by thin-layerchromatography using charge coupled device detector[J]. Food Additives andContaminants: Part A, 2009, 26(5):754-758.）、高效液相色谱法(HPLC)（Prieta J.,Moreno M. A., Bayo J., et al. Determination of patulin by reversed-phasehigh-performance liquid chromatography with extraction by diphasic dialysis[J]. The Analyst, 1993, 118(2):171-173）、气相色谱-质谱法(GC-MS)（Kharandi N.,Babri M., Azad J. A novel method for determination of patulin in apple juicesby GC-MS[J]. Food Chemistry, 2013, 141(3):1619-1623） 等，这些方法虽然具有很高的灵敏度和准确度、且可以一次测定多种成分等优点，但需要大型昂贵的仪器设备及复杂的样品纯化制备程序，分析程序复杂，检测周期长，检测成本高，而且对检测技术水平要求较高，需要专业的技术人员来完成，在基层单位推广普及难度大，难以对水果的种植、加工、流通环节进行全面监控。因此，发展简便、快速、经济、适用于现场检测的方法将是解决当前棒曲霉素残留超标问题的有效途径之一。电化学生物传感器由于其选择性好、灵敏度高的优异特性逐渐成为当前研究的热点。但是，大多数二维纳米结构都会有容易无序堆积和聚集的问题，这导致纳米材料的界面面积大大减小，活性位点难以暴露，使部分纳米片的表面难以暴露，从而阻碍了电催化氧化过程和电子传输效率，为了缓解这个问题并获得更好的催化性能和导电性能，三金属纳米材料具有独特的三维结构、超薄尺寸和超大的比表面积，能够暴露出更多活性位点并负载大量信号标签，成为构建高效电化学生物传感器的关键。另外，多数检测棒曲霉素的电化学生物传感器仅仅涉及单个信号的变化，基于单个信号变化的生物传感器在检测过程中由于仪器效率、非目标诱导试剂的降解或解离、反应物浓度、pH等环境变化，会出现假正负误差，这限制了它们在实际样品分析中的应用。为了缓解这些干扰因素，设计基于比率型的生物传感器，其量化依赖于两种信号大小的比值变化，通过自我校准使大多数模糊度标准化，从而提供了更精确的结果。目前，合成功能化三金属纳米材料作为电极修饰材料，并设计构建比率型的电化学适体传感器用于棒曲霉素的检测尚未见报道。