CN107037095B - 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法 - Google Patents

一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107037095B
CN107037095B CN201710176440.6A CN201710176440A CN107037095B CN 107037095 B CN107037095 B CN 107037095B CN 201710176440 A CN201710176440 A CN 201710176440A CN 107037095 B CN107037095 B CN 107037095B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bipo
rgo
ncs
current potential
nps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710176440.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107037095A (zh
Inventor
郝楠
王坤
张盈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201710176440.6A priority Critical patent/CN107037095B/zh
Publication of CN107037095A publication Critical patent/CN107037095A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107037095B publication Critical patent/CN107037095B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/305—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells optically transparent or photoresponsive electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3277—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/36—Glass electrodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，步骤如下：步骤1、磷酸铋纳米颗粒(BiPO4 NPs)及其与还原态氧化石墨烯复合物(BiPO4‑rGO NCs)制备；步骤2、电位选择比率光电化学生物传感器构建。本发明构建的电位选择比率光电化学生物传感器，减少了外界光的强度、光源位置偏移以及光的波长的影响提供有效途径。

Description

一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法
技术领域
本文发明一种构建具有高灵敏度、高选择性的电位选择比率光电化学生物传感器的方法，属于光电化学生物传感器构建领域。
背景技术
光电化学(PEC)传感因其低成本、快速检测以及简单的操作等优点越来越受到关注，被广泛应用于酶传感，DNA检测，免疫测定和环境监测，主要原理是在适当波长的光照射下，电子从价带(VB)激发到导带(CB)，激发的电子可以与空穴复合或通过电荷转移产生光电流。导带电子转移至电极产生阳极光电流，若转移至溶液中的电子受体则产生阴极光电流，电流极性可以由电极电位和溶液氧化还原物质改变。
对于PEC传感器，定量检测通常基于由目标物和光电化学活性底物或探针之间的相互作用引起的光电流变化。但是，光电流也易受到其他因素的影响，如电极和光源相对位置的改变，长期运行期间光强度的波动，具有轻微差异的缓冲溶液都可能导致光电流变化，这在跟踪水平检测中带来假的正或负误差。同时，这个问题也存在于其他检测技术中，例如荧光，电化学或电化学发光(ECL)传感器。近年来，比率传感器不仅可以提供用于校正与分析物无关因素的内置自校准，而且具有提供精确的和定量的分析的潜力，因此已经广泛应用。但到目前为止，几乎没有关于比率PEC传感器构建的报告。而已开发的波长分辨比率光电化学技术，在复杂环境中大大提高抗干扰能力，但是在大多数现有光电化学设备中不能满足连续光谱照射的要求，只能提供单波长或白光源。
如上所述，通过施加的偏置电压来调节光电流的大小和极性，使光电流在某个偏压中降低到零的电压被称为临界电压。这种现象提供了通过选择具有不同临界电压的两种光电化学活性材料构建比率光电化学传感器。
同时，赭曲霉素A(OTA)是一种在谷物，小麦，大麦，玉米，咖啡和葡萄酒中常见的真菌毒素污染物，利用磷酸铋纳米颗粒及与还原氧化石墨烯的纳米复合物构建检测OTA的比率PEC传感器，通过在两个临界电位下光电流的比率定量，该传感器可以有效地消除通常的干扰并且为OTA提供灵敏和可靠的PEC检测。
发明内容
本文旨在发明一种集高选择性、高灵敏度、低干扰等优点为一体的电位选择比率光电化学生物传感器直接检测赭曲霉素A(OTA)。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，步骤如下：
步骤1、磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与还原态氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGONCs)制备：
首先，将氧化石墨烯(GO)置于去离子水中，超声1h至悬浮液；之后依次加入硝酸铋和磷酸二氢钠，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中灼烧；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h，从而得到BiPO4-rGO NCs；
BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致；
所述氧化石墨烯，磷酸铋，磷酸二氢钠质量分别为7.5mg，0.121g，0.140g。
所述灼烧温度为160℃，12h。
步骤2、电位选择比率光电化学生物传感器构建：
步骤2a、首先，分别称取2mg步骤1制备的BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs分散于1ml超纯水中制备成2mg/ml BiPO4-rGO NCs悬浮液和2mg/ml BiPO4NPs悬浮液，各取20μL分别修饰在两只ITO电极上，以ITO作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为对电极，经过电化学工作站三电极系统，在氙灯光源的照射下进行光电化学分析，通过改变外界电位，找到光电流趋于零时的外界电位，此时的电位为临界电位；测得BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的临界电位分别为-0.068V和0.41V；
步骤2b、随后，在同一只电极的邻近两块区域上同时修饰BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs两种材料，在pH＝7.4时，改变氙灯光源的强度为25％～100％；或在pH＝7.4时，改变磷酸缓冲溶液的离子强度为0.02M～0.2M；在BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的临界电位下分别做光电化学检测；用该电极在两个临界电位下光电流比值大小进行比较，发现改变光强和缓冲溶液离子强度对比值的影响较小，大大减小了利用比率法对赭曲霉素A检测时外界因素的干扰；
步骤2c、接着，在BiPO4-rGO NCs区域上滴加10μL 1μM目标物赭曲霉素A适配体，所述适配体是用0.1M pH＝7.4的磷酸缓冲溶液配置，适配体序列：5'-GAT CGG GTGTGG GTGGCG TAA AGG GAG CAT CGG ACA-3'，接着滴加不同浓度从1pg/ml到50ng/ml的10μL目标物赭曲霉素A(OTA)，放入含有5mL的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4，0.1M)的石英光电池中，在两个临界电位下按浓度依次进行光电分析。
步骤2a中，所述BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4NPs悬浮液的浓度均为2mg/mL。
步骤2b中，所述氙灯光源的强度为25％～100％，所述磷酸缓冲溶液的离子强度为0.02M～0.2M。
步骤2c中，所述赭曲霉素A的浓度为1pg/ml～50ng/ml，滴加体积为10μL。
步骤2c中，所述赭曲霉素A溶液的浓度为1pg/ml～50ng/ml，滴加体积为10μL；赭曲霉素A溶液是用超纯水配置。
步骤2c中，所述适配体序列为：5'-GAT CGG GTGTGG GTG GCG TAA AGG GAG CATCGG ACA-3'。
本发明所构建的电位选择比率光电化学生物传感器检测赭曲霉素A，具体的技术解决方案如下：
(1)氧化铟锡透明导电玻璃电极表面预处理：
氧化铟锡透明导电玻璃电极(ITO，1×3cm)使用前，用200ml的溶液包含75ml,1mol/L的氢氧化钠的溶液煮沸三十分钟，再用二次水超声清洗30min，最后用无水乙醇淋洗，红外灯下烘干备用。
(2)BiPO4-rGO/BiPO4的光电化学传感器的构建：
将BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs分别修饰在同一根导电玻璃表面，固定面积都为1×0.5cm，插入含0.1mol/L的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的缓冲溶液中，随后，在BiPO4-rGO NCs上滴加适配体，进行光电化学检测，0.41V下，阴极光电流数值明显减小，-0.068V下，阳极光电流数值基本不变；最后，再滴加目标物，明显看到，0.41V下，阴极电流数值随随目标物浓度增大而增大，-0.068V下，阳极光电流数值基本不变。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用内参比的方式构建电位选择比率光电化学生物传感器，将BiPO4NPs作为定量，BiPO4-rGO NCs作为变量，利用BiPO4/BiPO4-rGO在0.41V和-0.068V下光电流的比值作为光电化学检测中的信号变化；
(2)本发明构建的电位选择比率光电化学生物传感器，大大减少了外界光的强度、光源位置偏移以及光的波长的影响；
(3)本发明构建的电位选择比率光电化学生物传感器，减少缓冲溶液的离子强度、浓度以及酸碱度变化带来的影响；
(4)本发明利用简单现有的材料构建电位选择比率光电化学生物传感器，改善光电化学检测的重现性；
(5)本发明所提出的光电化学生物传感器，采用比率法实现了对赭曲霉素A的有效检测。
附图说明
图1为不同外界电位下BiPO4NPs(A)和BiPO4-rGO NCs(B)的光电流图，以及BiPO4NPs(a)，BiPO4-rGO NCs(b)和BiPO4-rGO/BiPO4(c)在0.41V下(C)光电流图，和BiPO4-rGO NCs(a)，BiPO4NPs(b)和BiPO4-rGO/BiPO4(c)在-0.068V下(D)的光电流图；
图2为BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的X射线衍射谱图；其中a是BiPO4NPs、b是BiPO4-rGO NCs；
图3为BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的电镜扫描图；
图4为BiPO4-rGO/BiPO4在各自临界电位下改变光强(A)以及缓冲溶液离子强度(B)的光电流图，在两种临界电位，不同光强(C)和不同离子强度(D)下光电流的比值图；
图5为检测OTA的光电流图(A)和线性图(B)；
图6为电位选择比率光电化学生物传感器的选择性分析。
具体实施方式
具体实施中：进一步对传感器的性能进行分析，在两种材料各自的临界电位下，利用不同的光强和溶液离子强度进行光电分析，发现随着光强、溶液离子强度的改变，光电流在不断改变，但不同临界电位下的两种光电流比值大小相近，同时对赭曲霉素A进行光电化学检测，浓度对数与在两种临界电位下光电流比值呈良好线性，充分体现了本发明的优势。
一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，步骤如下：
步骤1、磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与还原态氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGONCs)制备：
首先，将氧化石墨烯(GO)置于去离子水中，超声1h至悬浮液；之后依次加入硝酸铋和磷酸二氢钠，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中灼烧；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h，从而得到BiPO4-rGO NCs；
BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致；
所述氧化石墨烯，磷酸铋，磷酸二氢钠质量分别为7.5mg，0.121g，0.140g。
所述灼烧温度为160℃，12h。
步骤2、电位选择比率光电化学生物传感器构建：
步骤2a、首先，分别称取2mg步骤1制备的BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs分散于1ml超纯水中制备成2mg/ml BiPO4-rGO NCs悬浮液和2mg/ml BiPO4NPs悬浮液，各取20μL分别修饰在两只ITO电极上，以ITO作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为对电极，经过电化学工作站三电极系统，在氙灯光源的照射下进行光电化学分析，通过改变外界电位，找到光电流趋于零时的外界电位，此时的电位为临界电位；测得BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的临界电位分别为-0.068V和0.41V；
步骤2b、随后，在同一只电极的邻近两块区域上同时修饰BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs两种材料，在pH＝7.4时，改变氙灯光源的强度为25％～100％；或在pH＝7.4时，改变磷酸缓冲溶液的离子强度为0.02M～0.2M；在BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的临界电位下分别做光电化学检测；用该电极在两个临界电位下光电流比值大小进行比较，发现改变光强和缓冲溶液离子强度对比值的影响较小，大大减小了利用比率法对赭曲霉素A检测时外界因素的干扰；
步骤2c、接着，在BiPO4-rGO NCs区域上滴加10μL 1μM目标物赭曲霉素A适配体，所述适配体是用0.1M pH＝7.4的磷酸缓冲溶液配置，适配体序列：5'-GAT CGG GTGTGG GTGGCG TAA AGG GAG CAT CGG ACA-3'，接着滴加不同浓度从1pg/ml到50ng/ml的10μL目标物赭曲霉素A(OTA)，放入含有5mL的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4，0.1M)的石英光电池中，在两个临界电位下按浓度依次进行光电分析。
步骤2a中，所述BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4NPs悬浮液的浓度均为2mg/mL。
步骤2b中，所述氙灯光源的强度为25％～100％，所述磷酸缓冲溶液的离子强度为0.02M～0.2M。
步骤2c中，所述赭曲霉素A的浓度为1pg/ml～50ng/ml，滴加体积为10μL。
步骤2c中，所述赭曲霉素A溶液的浓度为1pg/ml～50ng/ml，滴加体积为10μL；赭曲霉素A溶液是用超纯水配置。
步骤2c中，所述适配体序列为：5'-GAT CGG GTGTGG GTG GCG TAA AGG GAG CATCGG ACA-3'。
本发明所构建的电位选择比率光电化学生物传感器检测赭曲霉素A，具体的技术解决方案如下：
(1)氧化铟锡透明导电玻璃电极表面预处理：
氧化铟锡透明导电玻璃电极(ITO，1×3cm)使用前，用200ml的溶液包含75ml,1mol/L的氢氧化钠的溶液煮沸三十分钟，再用二次水超声清洗30min，最后用无水乙醇淋洗，红外灯下烘干备用。
(2)BiPO4-rGO/BiPO4的光电化学传感器的构建：
将BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs分别修饰在同一根导电玻璃表面，固定面积都为1×0.5cm，插入含0.1mol/L的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的缓冲溶液中，随后，在BiPO4-rGO NCs上滴加适配体，进行光电化学检测，0.41V下，阴极光电流数值明显减小，-0.068V下，阳极光电流数值基本不变；最后，再滴加目标物，明显看到，0.41V下，阴极电流数值随随目标物浓度增大而增大，-0.068V下，阳极光电流数值基本不变。
实施例1：
1)磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGO NCs)制备：
首先，将7.5mg氧化石墨(GO)超声1h至悬浮液；之后0.121g硝酸铋和0.140g磷酸二氢钠依次加入，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中160℃灼烧12h；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h即可，从而制备BiPO4-rGO NCs。BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致。
2)不同光强下的光电分析：
固定磷酸缓冲溶液离子强度为0.1M，pH＝7.4。分别在25％，40％，50％，75％，90％，100％的光强下对BiPO4-rGO/BiPO4NPs在0.41V下和-0.068V下进行光电分析，发现在0.41V下的光电流都来自于BiPO4-rGO NCs，-0.068V下都来自于BiPO4NPs，光电流在不同光强下比值相近。表明电位选择比率光电化学生物传感器有较好的抗干扰性。
实施例2：
1)磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGO NCs)制备：
首先，将7.5mg氧化石墨(GO)超声1h至悬浮液；之后0.121g硝酸铋和0.140g磷酸二氢钠依次加入，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中160℃灼烧12h；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h即可，从而制备BiPO4-rGO NCs。BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致。
2)不同缓冲溶液离子强度下的光电分析：
保持氙灯光强为75％。分别在0.02mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.15mol/L,0.2mol/L的溶液离子强度下对BiPO4-rGO/BiPO4在0.41V下和-0.068V下进行光电分析，发现在0.41V下的光电流都来自于BiPO4-rGO NCs，-0.068V下都来自于BiPO4NPs，光电流在不同光强下比值相近。表明电位选择比率光电化学生物传感器可以达到较好的减少干扰的效果。
实施例3：
1)磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGO NCs)制备：
首先，将7.5mg氧化石墨(GO)超声1h至悬浮液；之后0.121g硝酸铋和0.140g磷酸二氢钠依次加入，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中160℃灼烧12h；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h即可，从而制备BiPO4-rGO NCs。BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致。
2)光电检测赭曲霉素A
保持磷酸缓冲溶液离子强度为0.1M，pH＝7.4，氙灯光强为75％。分别用0.001,0.002,0.01，0.1，1，10，50ng ml-1的赭曲霉素A滴加至固定了适配体的BiPO4-rGO NCs区域，在0.41V下和-0.068V下进行光电分析，在0.41V下，光电流呈现逐级递增的一个趋势，与浓度的对数成良好的线性关系；在-0.068V下，光电流基本保持不变。在同一浓度，两种临界电位下光电流的比值与浓度的对数成良好的线性关系，充分展现了本发明的良好的抗干扰性和灵敏性。
实施例4：
1)磷酸铋纳米颗粒(BiPO4NPs)及其与氧化石墨烯复合物(BiPO4-rGO NCs)制备：
首先，将7.5mg氧化石墨(GO)超声1h至悬浮液；之后0.121g硝酸铋和0.140g磷酸二氢钠依次加入，分别搅拌1h；最后，放入高压反应釜中160℃灼烧12h；冷却至室温，离心后，用温水和乙醇洗涤各三次；最后，干燥12h即可，从而制备BiPO4-rGO NCs。BiPO4NPs除不加GO外，条件和步骤与上述一致。
选择性分析：
保持磷酸缓冲溶液离子强度为0.1M，pH＝7.4，氙灯光强为75％。在BiPO4-rGO NCs的区域修饰同样量的适配体后分别滴加50ng ml-1的赭曲霉素A，200ng ml-1的伏马菌毒素和黄曲霉素，在0.41V下和-0.068V下进行光电分析，在0.41V下，修饰不同的毒素与不修饰所得光电流的差值中，对赭曲霉素A的光电响应最大，在-0.068V下，光电流基本保持不变。在修饰同一毒素的情况下，赭曲霉素A在两种临界电位下光电流的比值最大，充分展现了良好的选择性。
图1为不同电位下BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的光电流图；其中A是BiPO4NPs在偏压为0.30V,0.35V,0.4V,0.41V,0.42V和0.45V下的光电流(从a到f)，B是BiPO4-rGO NCs在-0.1V,-0.07V,-0.069V,-0.068V,-0.05V,0V(从a到f)的偏压下的光电流，C是BiPO4NPs(a)，BiPO4-rGO NCs(b)和BiPO4-rGO/BiPO4(c)在0.41V，D是BiPO4-rGO NCs(a)，BiPO4NPs(b)和BiPO4-rGO/BiPO4(c)在-0.068V下的光电流。从A、B图中明显看出BiPO4NPs和BiPO4-rGO NCs的临界电位分别是-0.068V和0.41V，C图和D图明显看出在0.41V下来自BiPO4-rGO NCs，-0.068V下光电流都来自BiPO4NPs。
图2为BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的X射线衍射谱图；其中a是BiPO4NPs、b是BiPO4-rGO NCs；图中看出磷酸铋和还原氧化石墨烯的复合物成功合成。
图3为BiPO4-rGO NCs和BiPO4NPs的电镜扫描图；A图展现出磷酸铋纳米颗粒均匀地分布在还原氧化石墨烯的表面，B图展现出重新分散在水里的磷酸铋纳米颗粒团聚。
图4为BiPO4-rGO/BiPO4在不同光强(A)以及缓冲溶液离子强度(B)的光电流响应图，在两种临界电，不同光强(C)和不同离子强度(D)下光电流的比值折线图；A图和B图都展现出光电流的响应随着光强和溶液离子改变而变，C图和D图都表明在同一光强和离子强度下，两种临界电位下光电流的比值改变微小，证明本发明基于电位选择的比率光电化学传感器可大大降低与分析物无关的干扰。
图5为检测OTA的光电流图(A)和线性图(B)。由A和B图可知道在0.41V下对滴加不同浓度的赭曲霉素A的光电流响应与在-0.068V下的光电流比值与赭曲霉素A的浓度成良好的线性关系。
图6为电位分辨比率光电化学生物传感器选择性。图中展现在0.41V下，对修饰赭曲霉素A的光电流与在-0.068V下的比值的差值最大，体现了良好的选择性。
SEQUENCE LISTING
<110> 江苏大学
<120> 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法
<130> 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 36
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
gatcgggtgt gggtggcgta aagggagcat cggaca 36

Claims (6)

1.一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、磷酸铋纳米颗粒BiPO4 NPs及其与还原态氧化石墨烯复合物BiPO4-rGO NCs的制备：
步骤2、电位选择比率光电化学生物传感器构建：
步骤2a、用超纯水分别制备BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4 NPs悬浮液，取等量BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4 NPs悬浮液分别修饰在两只ITO电极上，分别以单只ITO电极作为工作电极， 饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为对电极，经过电化学工作站三电极系统，在氙灯光源的照射下进行光电化学分析，通过改变外界电位，找到光电流趋于零时的外界电位，此时的电位为临界电位；测得BiPO4-rGO NCs和BiPO4 NPs的临界电位分别为-0.068V和0.41V；
步骤2b、在同一只电极的邻近两块区域上同时滴涂BiPO4-rGO NCs和BiPO4 NPs，在pH＝7.4时，改变氙灯光源的强度；或在pH＝7.4时，改变磷酸缓冲溶液的离子强度；在BiPO4-rGO NCs和BiPO4 NPs的临界电位下分别做光电化学检测；
步骤2c、在BiPO4-rGO NCs区域上滴加目标物赭曲霉素A适配体溶液，接着滴加目标物赭曲霉素A溶液，放入含有磷酸缓冲溶液的石英光电池中，在两个临界电位下按目标物溶液浓度依次进行光电分析。
2.根据权利要求1所述的一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤2a中，所述BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4 NPs悬浮液的浓度均为2mg/mL，所取的等量BiPO4-rGO NCs悬浮液和BiPO4 NPs悬浮液均为20μL。
3.根据权利要求1所述的一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤2b中，所述氙灯光源的强度为25％～100％，所述磷酸缓冲溶液的离子强度为0.02M～0.2M。
4.根据权利要求1所述的一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤2c中，所述赭曲霉素A适配体溶液滴加量为10μL 1μM，赭曲霉素A适配体溶液是用0.1M pH＝7.4的磷酸缓冲溶液配置。
5.根据权利要求1所述的一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤2c中，所述赭曲霉素A溶液的浓度为1pg/ml～50ng/ml，滴加体积为10μL；赭曲霉素A溶液是用超纯水配置。
6.根据权利要求1所述的一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法，其特征在于，步骤2c中，所述适配体序列为：5'-GAT CGG GTGTGG GTG GCG TAA AGG GAG CAT CGGACA-3'。
CN201710176440.6A 2017-03-23 2017-03-23 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法 Expired - Fee Related CN107037095B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710176440.6A CN107037095B (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710176440.6A CN107037095B (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107037095A CN107037095A (zh) 2017-08-11
CN107037095B true CN107037095B (zh) 2019-04-30

Family

ID=59534536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710176440.6A Expired - Fee Related CN107037095B (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107037095B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110431A (zh) * 2019-06-19 2020-12-22 清华大学 一种石墨烯-磷酸铋气凝胶及其制备方法
CN113237933B (zh) * 2021-05-20 2022-11-04 常州工学院 一种碳化钛修饰的铋杂磷酸铋光电极及制备方法
CN113484391B (zh) * 2021-07-20 2023-07-18 江苏大学 一种自参比比率电化学生物传感器的构建方法及其黄曲霉毒素b1检测应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424448B (zh) * 2013-07-26 2015-08-26 江苏大学 一种电化学适配体传感器检测痕量赭曲霉毒素a的方法
CN103512931B (zh) * 2013-07-26 2015-10-28 江苏大学 一种免标记适配体传感检测超低浓度赭曲霉毒素a的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107037095A (zh) 2017-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107037095B (zh) 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法
CN113390943B (zh) 一种检测有机磷农药的电化学传感器及其制备方法
CN105675689B (zh) 一种基于硫化钼复合材料构建的过氧化氢无酶传感器的制备方法及应用
CN112540073B (zh) 一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法及其应用
CN106501240B (zh) 具有双信号源的电致化学发光传感器及其制备方法和应用
CN110794017B (zh) 一种检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法
CN105385753B (zh) 基于核酸适配体检测水胺硫磷的电化学传感器及其制备方法
CN103645237A (zh) 检测雾滴中多菌灵含量的电化学传感器及制备和使用方法
CN110441535B (zh) 一种基于Pd NCs功能化CuInOS检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法
Gholivand et al. Nonenzymatic L-lysine amino acid detection using titanium oxide nanoparticles/multi wall carbon nanotube composite electrodes
CN103048314A (zh) 一种负载量子点包被纳米金介孔材料构建的电化学发光免疫传感器及对hiv的检测方法
CN106124585B (zh) 一种基于PPy/CdS/g‑C3N4光电适配体传感器的制备方法及应用
Zaazaa et al. A novel surfactant silica gel modified carbon paste electrode in micellar media for selective determination of diminazene aceturate in the presence of its stabilizer
CN105758922B (zh) 基于光电化学dna生物传感器的铅离子测定方法
CN113155917B (zh) 一种用于检测赭曲霉毒素a或黄曲霉毒素b1的光助双极自供能传感器的构建方法
CN114047235B (zh) 一种神经元特异性烯醇化酶光电化学传感器的制备方法
CN104698053B (zh) 一种二氧化钛‑碳棒微电极、制备方法及其检测血液中对乙酰氨基酚浓度的应用
CN103454266A (zh) 硫化镉包覆的氧化锌纳米阵列复合材料的制备方法以及用于多种肿瘤细胞检测的方法
CN110031526A (zh) 一种基于K2Fe4O7电极的多巴胺无酶传感器、制备方法及其应用
CN106959323B (zh) 一种检测溶菌酶的方法
CN205003110U (zh) 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置
CN106000381B (zh) 一种石墨烯包裹氧化锌三维复合材料催化剂及其制备方法和应用
CN104569116A (zh) 用离子液体电沉积纳米材料构置无酶葡萄糖传感器的方法
CN107036992A (zh) 基于分析物催化纳米颗粒合成反应的Ag+比色检测方法
Ontiveros et al. Development of a biosensor modified with nanoparticles for sensitive detection of gluten by chronoamperometry

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Hao Nan

Inventor after: Wang Kun

Inventor after: Zhang Ying

Inventor before: Wang Kun

Inventor before: Zhang Ying

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190430

Termination date: 20200323