[发明专利]一种基于Fe-N-C SACs和适配体的新型便捷比色的啶虫脒生物检测方法

说明书

本发明公开了一种基于铁单原子纳米酶(Fe‑N‑C SACs)和适配体的新型便捷比色生物检测方法。并且，以啶虫脒(ACE)作为检测对象，建立了简单、快速的定量检测ACE的方法。利用双约束路径合成Fe‑N‑C SACs，该材料具有高效的类氧化酶活性。采用Fe‑N‑C SACs‑TMB作为显色传感平台，修饰了巯基基团的ACE适配体作为特异性识别元件，借助SH‑APT适配体一方面能双重抑制Fe‑N‑C SACs‑TMB互作，另一方面能高特异性识别ACE来构建一种新型便捷的比色生物检测ACE的技术，通过对反应体系颜色的直接观察以及吸光度检测实现对ACE的定性及定量检测。

技术领域

本发明属于生物检测领域，具体涉及一种基于Fe-N-C SACs和适配体的新型便捷比色的啶虫脒生物检测方法。

背景技术

适配体是一种具有高亲和力和特异性的分子识别元件，基于适配体的各种检测方法被开发，主要分为比色、荧光和电化学方法。

公开号CN 113203781 A的发明专利，涉及一种基于适配体的电化学检测方法，但该方法相对复杂，不能直观看到结果，需要借助大型仪器以及专业的操作人员。公开号CN111190002 A的发明专利，涉及一种基于纳米金-核酸适配体比色检测方法，但该方法所用的比色指示剂-纳米金具有不稳定，难以长期保存，批间差异大等缺点。

因此，需要建立一种直观、便捷、灵敏的比色检测方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种基于Fe-N-C SACs和适配体的新型便捷比色的啶虫脒生物检测方法，具体是一种具有良好的类氧化物酶活性的Fe-N-C SACs纳米材料，构建直观、便捷、灵敏的适配体比色生物传感器。另外，我们基于该检测材料和原理实现了农药啶虫脒的检测，最低检测限为16.9nM，检测范围为200-1200nM。

为解决该技术问题，利用双约束途径合成了具有优异类氧化物酶活性的Fe-N-CSACs纳米材料。利用修饰了巯基的适配体作为识别元件，单原子与TMB体系用作信号传导，开发基于单原子催化的适配体生物传感器。单原子催化剂可以高效快速催化水中的O₂产生自由基使TMB变色，巯基修饰的适配体可以双重抑制Fe-N-C SACs的类氧化物酶活性，以及啶虫脒适配体对啶虫脒的特异性识别作用，记录加入靶标啶虫脒后体系中A450吸光度值。对Fe-N-C SACs的反应pH、反应温度、反应含量和适配体浓度进行了优化，绘制了标准曲线，通过与标准工作曲线对比得到准确的啶虫脒浓度。与现有的方法相比，操作简单，特异性高，时间和费用的消耗更少。

本发明提供了一种基于Fe-N-C SACs和适配体的新型便捷比色的啶虫脒生物检测方法，包括以下步骤进行：

S1、铁单原子纳米酶Fe-N-C SACs的合成：

将氯化亚铁和1,10-邻菲罗啉溶解在有机溶剂中，后加入多孔碳(PC)超声震荡，高温搅拌至有机溶剂挥发，烘干；加入三聚氰胺研磨，煅烧后得铁单原子纳米酶Fe-N-CSACs；

S2、啶虫脒适配体(ACE aptamer)/铁单原子纳米酶(Fe-N-C SACs)反应体系的构建

先将不同浓度的标准啶虫脒(ACE)溶液与巯基修饰的适配体(SH-APT)母液混合孵育，然后加入铁单原子纳米酶Fe-N-C SACs溶液反应，制得ACE aptamer(啶虫脒适配体)/Fe-N-C SACs反应体系；

或，将巯基修饰的适配体(SH-APT)母液与铁单原子纳米酶Fe-N-C SACs溶液混合反应，再加入不同浓度的标准啶虫脒(ACE)溶液进行孵育，制得ACE aptamer(啶虫脒适配体)/Fe-N-C SACs反应体系；

S3、啶虫脒的标准曲线绘制