CN110044985A

CN110044985A - 一种双酚a检测的电化学探针及其制备方法

Info

Publication number: CN110044985A
Application number: CN201910421014.3A
Authority: CN
Inventors: 姚军; 李杨; 杨美; 周家斌; 肖国清; 孙丽
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-07-23

Abstract

一种双酚A检测的电化学探针及其制备方法，主要通过制备氮硫掺杂石墨烯量子点和纳米金颗粒修饰裸玻碳电极，再引入适配体构建生物电化学传感器。由纳米金颗粒的Au‑S键固定适配体，氮硫掺杂石墨烯量子点进一步放大传感器电流响应，提高电子的传导能力，并保持适配体的活性。本发明提供了一种针对双酚A灵敏检测的化学探针制备方法，可通过微分脉冲极谱法检测出双酚A的实际浓度。使用这种电化学探针应用于双酚A检测时，具有高效、灵敏、简便、快速和抗干扰等优点。

Description

一种双酚A检测的电化学探针及其制备方法

技术领域

本发明属于电化学检测领域，具体地说是涉及一种电化学探针的应用，其可应用于检测双酚A。

背景技术

双酚A(BPA)一种环境激素，是合成聚碳酸酯塑料和环氧树脂的原材料。添加双酚A的材料具有无色透明、耐用、轻便以及抗摔等特性，被广泛应用于食品级包装材料和塑料制品中。在使用过程中，BPA会随着材料所盛装的物品进入环境及人体内，从而影响环境和人体的正常激素分泌，污染环境的同时危害人类健康。基于此，许多国家对生活中BPA的使用进行了严格的限制。

目前检测BPA应用最为广泛的方法有色谱分析法、分光光度法、酶联免疫吸附实验分析法和电化学法等。其中色谱分析法准确性高、重复性好，但所需仪器昂贵处理繁琐；分光光度法具有操作简单仪器成本低的特点，但所测样品准确性不高且选择性差；酶联免疫吸附实验分析法测定BPA的模式不断在完善，如今具有灵敏度高、选择性强等特点，但抗体的制备成本较高且实验周期长。综上所述，常用的检测方法不可避免地存在一定的局限性。

本发明针对这一问题，制备N,S-GQDs修饰电极，并利用AuNPs提高传感器的生物相容性和信号响应，通过Au-S键固定适配体，进一步提高电子的传导能力，保持适配体的活性。基于BPA与适配体的特异性结合，构建出一种性能良好的适配体电化学传感器。

发明内容

本发明的目的是合成一种AuNPs/N,S-GQDs修饰适配体电化学传感器检测BPA。

本发明的工作原理：

本发明所述的电化学探针在溶液中遇到BPA时，修饰于电极上的适配体与BPA特异性结合，封锁检测通道使干扰离子不可被识别，通过AuNPs/N,S-GQDs的电流传导，产生增强的光电流信号，从而达到电化学检测效果。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

当BPA被捕获，利用AuNPs连结的适配体和电极表面的BPA发生特异性结合，再通过N,S-GQDs的传导并放大信号，研制成一种双酚A电化学检测的探针。相对现有的电化学检测方法，具有以下特点：

1.本发明所述的电化学探针直接测定含有双酚A的有机污染物，实现了对双酚A的快速、灵敏检测。相对于现有的方法，不对样品进行预处理，实现低浓度的检测，检测限低稳定性好，具有明显的优势。

2.本发明涉及的N,S-GQDs合成方法简单，利用水热合成法一步合成，缩短了检测时限。相对于现有的方法，首次提出将AuNPs连结适配体和N,S-GQDs共同修饰玻碳电极，达到增大检测信号的效果。

3.相比于现有检测BPA的电化学方法而言，本发明通过引入适配体机制，使其在发生氧化还原反应变化的同时也有生物反应，使制备的电化学探针有良好的抗干扰能力和灵敏性。

附图说明

图1.N,S-GQDs/AuNPs适配体修饰探针的制备过程图。

图2.N,S-GQDs/AuNPs适配体修饰探针的检测原理图。

图中：

1、裸玻碳电极，2、N,S-GQDs，3、N,S-GQDs修饰电极，4、AuNPs-适配体，5、N,S-GQDs/AuNPs适配体修饰探针，6、干扰离子，7、双酚A

具体实施方式

结合实例对本发明作进一步说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1

裸玻碳电极的预处理方法，包括如下步骤：

S1、使用粒度为1.0μm和0.05μm Al₂O₃粉末对GCE的表面研磨5min，得到预制电极a；

S2、将预制电极a分别在无水乙醇、超纯水中用超声波清洗器清洗5min，得到预制裸玻碳电极。

实施例2

Tris-HCI缓冲溶液的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制100mL0.5mol/L盐酸溶液，移取29.2mL于烧杯中，得到预制料a；

S2、向预制料a中加入50mL1mmol/L的三羟甲基氨基甲烷，定量到100mL，得到预制料b；

S3、向预制料b中添加定量的NaCI、MgCI₂和KCI，使配制的溶液pH＝8.0，得到Tris-HCI缓冲溶液。

实施例3

适配体溶液的预处理方法，包括如下步骤：

S1、在配置好的适配体溶液中，加入2mmol/L TCEP去除二硫键，在90℃油浴加热10min，得到预制溶液a；

S2、冷却到室温后，将预制溶液a放入4℃冰箱15min，即得到构象变性后的适配体溶液。

实施例4

AuNPs的制备方法，包括如下步骤：

S1、在100mL超纯水中加入0.01g氯金酸，加热沸腾后，迅速加入0.04g柠檬酸三钠，得到预制溶液a；

S2、将预制溶液a加热到变为酒红色后，停止加热，冷却至室温，4℃冷藏得到纳米金溶液。

实施例5

N,S-GQDs的制备方法，包括如下步骤：

S1、准确称量0.84g柠檬酸和1.24g硫脲于20mL超纯水中，超声溶解至溶液澄清透明，得到预制溶液a；

S2、将预制溶液a转入聚四氟乙烯衬里不锈钢反应釜内，并放入160℃的鼓风干燥箱中保温6h，得到预制溶液b；

S3、将预制溶液b进行常压过滤，用透析袋对产物24h透析，冷冻干燥，得到粉末状产物，即N,S-GQDs。

实施例6

适配体电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1、在处理好的玻碳电极表面滴涂5μL 5mg/L N,S-GQDs水溶液，室温干燥，得到预制修饰电极a；

S2、向干燥的预制修饰电极a滴加5μL 0.01wt％纳米金溶液，室温干燥，得到预制电极b；

S3、滴加5μL适配体和1μL 6-巯基-1-己醇于干燥的预制修饰电极b上，室温干燥，放入4℃冰箱中保存16h，得到得AuNPs/N,S-GQDs适配体修饰探针。

以上所述，仅为本发明较优的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种检测双酚A(BPA)的电化学探针，其特征在于，通过制备氮硫掺杂石墨烯量子点(N,S-GQDs)和纳米金颗粒(AuNPs)共同修饰裸玻碳电极，且利用AuNPs的Au-S键固定适配体，构建出一种性能良好的适配体生物电化学探针。

2.根据权利要求(1)所述的电化学探针，其特征在于，N,S-GQDs的合成由柠檬酸和硫脲一步水热合成，其具有显著的共轭效应、边界效应、优异的生物相容性以及高稳定性，修饰于裸玻碳电极上，有效增强玻碳电极上的电子传导速率。

3.根据权利要求(1)所述的电化学探针，其特征在于，AuNPs由氯金酸和柠檬酸三钠共同作用合成，其备过程简易，具有优异的生物相容性和大的比表面积等优点，叠加修饰于N,S-GQDs电极上有效增加检测灵敏度。

4.根据权利要求(1)所述的电化学探针，其特征在于，BPA适配体由AuNPs的Au-S见连接固定，修饰于电极的最表层，检测时与BPA发生特异性结合，提高传感器的选择性。

5.根据权利要求(1)所述的电化学探针，其特征在于，所制备的N,S-GQDs和AuNPs-BPA适配体依次修饰于玻碳电极上，构建出BPA检测的生物电化学探针。