[发明专利]基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器及制备方法和应用，首先利用热解法制备氨基‑碳氮聚合物半导体然后将得到的氨基‑碳氮聚合物半导体与巯基化OA适配体进行共价连接，得到巯基化OA适配体功能化的氨基‑碳氮聚合物半导体；最后将得到的巯基化OA适配体功能化氨基‑碳氮聚合物半导体对玻碳电极进行修饰，得到功能化电极，将功能化电极作为工作电极，铂电极作为对电极，甘汞电极作为参比电极，共同构成三电极系统，即基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器。本发明为毒素和生物分子检测提供了一种通用的分析方法，通过对OA的电化学阻抗法检测，本发明简单有效，成本低廉，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及OA检测领域，具体涉及基于巯基化OA适配体功能化氨基-碳氮聚合物半导体对OA的特异性识别和结合后引起的三维构象和电荷重新分布导致玻碳电极表面电荷转移电阻的变化来实现对OA定量检测的方法。

背景技术

冈田酸(okadaic acid,OA)属于聚醚类海洋生物毒素，被认为是引起胃肠功能障碍，如恶心、呕吐、腹泻等脂变性贝类中毒(Diarrhetic shellfish poisoning，DSP)症状的主要病因。此外，OA还具有细胞毒性、神经毒性、免疫毒性、胚胎毒性、基因毒性和促癌作用。因此，高灵敏、准确的OA检测方法有利于预防摄入OA污染的海鲜或水引起的各项疾病。当前用于OA检测的方法主要有小鼠生物法、免疫分析法、生物传感器法和高效液相色谱法。小鼠生物法操作方便，成本低，是海洋生物毒素的经典检测方法。然而，由于小鼠的个体差异以及实验室质量控制的高要求阻碍了其进一步广泛应用。虽然高效液相色谱和液相色谱-质谱等方法具有很高的灵敏度，但是由于其需要训练有素的人员、高密集的劳动以及昂贵的设备导致其无法广泛使用。免疫分析法由于其原理是利用抗原抗体特异性识别，因此，其具备灵敏度高、特异性强，检测限低以及易于标准化等特点，被广泛用于OA的检测。但其存在抗体价格昂贵，假阳性高以及交叉污染等问题。因此，迫切需要开发一种快速、简便、低成本的OA检测方法。

发明内容

本发明的目的在于研制一种便捷灵敏的OA检测技术，利用巯基化OA适配体功能化的碳氮聚合物半导体对OA的特异性识别能力以及特异性结合后引起的三维构象变化和电荷重新分布，导致工作电极表面电荷转移电阻的变化的特点，来实现对OA的简单、快速、高灵敏度的检测的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)利用热解法制备氨基-碳氮聚合物半导体：

(2)将步骤(1)得到的氨基-碳氮聚合物半导体与巯基化冈田酸(Okadaic Acid，OA)适配体进行共价连接，得到巯基化OA适配体功能化的氨基-碳氮聚合物半导体；

(3)将步骤(2)得到的巯基化OA适配体功能化氨基-碳氮聚合物半导体对玻碳电极进行修饰，得到功能化电极，将功能化电极作为工作电极，铂电极作为对电极，甘汞电极作为参比电极，共同构成三电极系统，即基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器。

进一步地，步骤(1)具体包括：

(1.1)将尿素和三聚氰胺按1:1混合，以1～3℃/min的升温速度加热到550～600℃，保持5～7h；

(1.2)将步骤(1.1)得到黄色粉末进行研磨；

(1.3)将步骤(1.2)得到的产物按照4～7℃/min的升温速度加热到500～600℃，并保持1～3h，获得g-C₃N₄；

(1.4)将步骤(1.3)获得的产物与浓盐酸按照质量比10:1，在30℃～50℃下混合4～6小时；

(1.5)将步骤(1.4)的混合溶液进行离心清洗，直到上清液达到中性pH值，然后过滤得到沉淀；