[发明专利]一种阴极电致化学发光适配体传感器的制备方法及应用

说明书

本申请提供一种基于铕功能化卟啉制备获得的双重信号放大型阴极电致化学发光适配体传感器及应用，基于Eu‑PCP纳米材料出色的阴极ECL性能，将其作为ECL信号输出元件，并在玻碳电极(GCE)表面修饰了AuNPs和羧基功能化的石墨相氮化碳(C‑g‑C₃N₄)。其中，AuNPs的良好导电性可以加速电子传递速度，能够有效提高Eu‑PCP的ECL强度，即达到第一级放大效果；同时，石墨相氮化碳(C‑g‑C₃N₄)作为共反应剂促进剂，促使共反应剂S₂O₈^2‑更多的生成自由基(SO^4‑·)，进一步放大Eu‑PCP的ECL强度，即达到第二级放大效果。制备的阴极电致化学发光适配体传感器具有特异性强、灵敏度高、稳定性好、检测限低等优点，可用于谷物中玉米赤霉烯酮的检测，在食品安全监控方面具有非常重要的应用价值。

技术领域

本发明属于新型功能材料与生物传感检测技术领域，具体涉及一种阴极电致化学发光适配体传感器的制备方法及应用。

背景技术

玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)，是一种由小镰刀菌、镰刀菌、木质镰刀菌和克鲁克韦氏镰刀菌产生的天然真菌毒素，因从患有赤霉病的玉米中分离出来而得名，多生长在温暖潮湿的气候中。据报道，ZEN污染常见于谷物、坚果、香料和藤本植物中，人体摄入后会在肠道细胞中代谢，因为具有雌激素作用会导致妊娠期发生流产、死胎和畸胎，并增加患癌症的风险。此外，ZEN具有热稳定性，不会因碾磨、挤压或加热等加工手段而降解。在众多谷物食品中，玉米中ZEN的阳性检出率为45％，最高含毒量可达到2909mg kg^-1，小麦中ZEN的检出率为20％，含毒量为0.364-11.05mg kg^-1。因此，建立一种准确、灵敏且快速的检测ZEN的分析方法是十分重要的。

电致化学发光(Electrochemiluminescence，简称ECL)，又称电化学发光，是通过对电极施加一定电压进行电化学反应直接或间接引发的化学发光现象。由于ECL发射不需要外加辅助光源，所以减少了散射光和其它无用的光产生的背景噪音。另外，ECL过程是由施加的电势触发和控制的，能够使ECL发光反应的时间和位置被精准控制，强可控性使得ECL分析技术具有高灵敏度和良好的重复性。因此，ECL技术在传感器领域具有极大地应用前景。

卟啉(TCPP)是一类结构稳定的共轭大分子化合物，由于其在电化学性质和光电性质方面的优点，使得卟啉及其衍生物成为一种较理想的ECL有机发光体。目前，卟啉配合物已经在电化学传感器、光电催化、药物递送等领域有所应用。另一方面，镧系金属离子因其较强的配位能力和良好的光致发光性质受到广泛关注。特别是铕离子(Eu³⁺)的斯托克斯位移较大，发射光谱较窄，且结构内部具有4f-4f跃迁。据报道，在某些Eu³⁺的有机金属配合物中，有机配体可以通过“天线效应”极大的提高ECL效率。尽管如此，以镧系金属离子为金属中心的卟啉配合物作为ECL发光体的报道鲜有报道。

目前，多用于谷物中ZEN的主要分析技术包括ELISA，HPLC，GC-MS等。然而上述方法存在酶稳定性差、样品制备繁琐、仪器价格昂贵等缺点，限制了它们的进一步应用。近年来，ECL适配体传感器因其操作简单、成本低、易于控制等优点而成为检测真菌毒素的一种新兴分析方法。而目前开发出的ECL传感器大多为阳极ECL发射，容易受到氧化等因素造成的不良影响，而阴极ECL发射可以进一步提高检测灵敏度。