[发明专利]一种基于光激发模拟酶的分子印迹光电化学传感器的制备及其检测诺氟沙星的方法

说明书

一种基于光激发模拟酶的分子印迹光电化学传感器的制备及其检测诺氟沙星的方法，所述传感器的制备方法以锆为金属节点，合成2‑氨基对苯二甲酸和四羧基苯基铁卟啉双配体的锆金属有机框架；利用2‑氨基对苯二甲酸配体中氨基的导向作用将金纳米粒子与锆金属有机框架复合、与碳点复合，得到碳点‑金纳米粒子@锆金属有机框架复合材料；将碳点‑金纳米粒子@锆金属有机框架复合材料固定到基础电极表面，以诺氟沙星为模板分子，通过电聚合邻苯二胺得到分子印迹膜，从而得到分子印迹传感器。检测诺氟沙星方法，将分子印迹膜修饰电极为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂电极，组成三电极体系，实现对诺氟沙星的光电化学检测。

技术领域

本发明涉及一种基于光激发模拟酶的分子印迹光电化学传感器的制备及其检测诺氟沙星的方法，属化学传感和电分析化学检测技术领域。

背景技术

诺氟沙星是一种重要的喹诺酮类合成抗生素，抗菌效果好，应用广泛。日常生活中，喹诺酮抗生素的过度使用，不仅会对人体健康造成危害而且会导致耐药菌株的出现从而污染环境。在养殖业中，抗生素会作为饲料添加剂使用，造成肉类食品中抗生素的积累残留。长期食用抗生素超标的动物性食品，将引发人体的诸多问题，如增强体内致病细菌的耐药性，诱发疾病等。因此，检测喹诺酮类抗生素是非常有意义的，目前检测诺氟沙星的方法有很多种，如微生物法、酶联免疫吸附法、液相色谱法、光电化学传感器法等。其中，光电化学传感器法，因激发信号（光）与检测信号（电流）的分离，具有背景信号低和灵敏度高的特性；因采用电化学检测，光电化学传感器法具有设备简单、成本低和操作简单等优点。在光电化学传感器中，光电材料是至关重要的，其性能对光电化学传感器的灵敏度、稳定性等特性起着决定性的作用。二氧化钛、硫化镉、氧化锌和金属有机框架等光电材料已被广泛用于光电化学传感器中。近年在光电化学传感器中兴起的金属有机框架，由有机配体与金属离子或金属簇在一定条件下通过配位键自组装而形成独特的周期性多维网状结构材料，与传统的光电材料相比，其具有独特的优势：（1）金属有机框架有序的孔道结构使其具有更多暴露的活性位点和通道，有利于光生电子-空穴的分离，提高光电转换效率；（2）金属有机框架结构与功能的可调节性，可选择含有-NH₂基团的有机配体、卟啉类有机配体，也可以通过对配体后修饰，增强其对可见光的吸收，提高对太阳光的利用率；（3）金属有机框架大比表面积和高孔隙率，有利于与其它纳米材料复合形成协同作用，可进一步拓宽其光吸收能力，并通过形成复合结构加速光生电子-空穴的分离和转移，从而进一步提高光电化学性能。此外，大比表面积和高孔隙率使金属有机框架大量的吸附位点、催化位点暴露，从而使其具有出色的催化性能，成为构建模拟酶的理想材料。在众多金属有机框架材料中，以高电荷密度的Zr⁴⁺为金属节点、芳香族多羧酸为配体组成的锆金属有机框架，因其优异的热稳定性、化学稳定性，尤其受到关注。

目前，锆金属有机框架复合材料以其独特的结构特点、优异的热稳定性和化学稳定性，作为单一的光电材料或模拟酶受到广泛关注。然而，锆金属有机框架复合材料的双功能即光电材料功能和模拟酶功能的研究尚属于空白，而且锆金属有机框架复合材料的过氧化物模拟酶催化性能需用H₂O₂电子受体，H₂O₂电子受体具有不稳定性、易分解性和毒性等缺点。以光代替H₂O₂为锆金属有机框架复合材料过氧化物模拟酶的激发源，可有效克服比色分析中H₂O₂的不稳定性、易分解性和毒性等缺点，而且模拟酶的催化活性可通过打开或关闭光源进行调控。

分子印迹技术是一种以目标分子为模板，聚合功能单体形成聚合膜，将模板分子去除后留下孔穴，对该分子具有特异性识别功能的技术。以分子印迹技术获得的分子印迹聚合物作为光电化学传感器中的特异性识别元件，近年来越来越受到人们的重视。在光电化学传感器中引入分子印迹聚合物，能有效实现选择性检测诺氟沙星。

传统的基于金属有机框架模拟酶是以过氧化氢为催化底物，但由于过氧化氢不稳定，会降低模拟酶的催化活性。

发明内容