CN110455897B - 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建 - Google Patents

一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建 Download PDF

Info

Publication number
CN110455897B
CN110455897B CN201910808085.9A CN201910808085A CN110455897B CN 110455897 B CN110455897 B CN 110455897B CN 201910808085 A CN201910808085 A CN 201910808085A CN 110455897 B CN110455897 B CN 110455897B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
dna
nps
sio
electrode
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.)
Active
Application number
CN201910808085.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110455897A (zh
Inventor
吴丹
马宁
匡轩
王欢
任祥
魏琴
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.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
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 University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN201910808085.9A priority Critical patent/CN110455897B/zh
Publication of CN110455897A publication Critical patent/CN110455897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110455897B publication Critical patent/CN110455897B/zh
Active 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
    • G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
    • 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
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于介孔二氧化硅通过分子释放原理对Hg2+进行灵敏检测的适配体传感器的构建，属于新型传感器构建技术领域。利用二氧化硅作为载体封装甲苯胺蓝分子，特定适配体修饰的Au NPs作为封装介孔二氧化硅的分子门，从而合成了具有对Hg2+灵敏信号响应的金纳米颗粒封堵的包覆甲苯胺蓝的氨基化二氧化硅SiO2‑NH2‑DNA‑Au NPs@TB，基于特定适配体对Hg2+的特异性识别，通过电化学检测方法实现了对Hg2+的灵敏检测。本发明构建的电化学适配体传感器具有较宽的检测范围，较高的灵敏度和较低的检出限，对Hg2+的检测具有重要的意义。

Description

一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感 器的构建
技术领域
本发明涉及基于SiO2载体检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的制备方法及应用，更具体而言，本发明是采用介孔SiO2作为载体材料，TB作为信号标记物，通过物理封堵法进行分子释放体系的构建。所构建的释放型电化学适配体传感器实现了对Hg2+的特异性检测，属于新型传感器构建技术领域。
背景技术
Hg2+作为一种剧毒重金属污染物，在自然界中广泛存在。微量汞离子会对人体造成几乎不可逆转的终身伤害，包括疲劳、头晕、头痛、低烧、肾上腺素激增、睡眠障碍、神经退行性和神经发育障碍等。最近频繁发生的食物中毒事件已经引起人们对食品安全的高度重视。目前， Hg2+定量检测的方法主要有质谱、原子吸收光谱、x射线吸收光谱、原子荧光光谱、等离子体光谱等。但存在仪器复杂、成本高、时间长等问题。因此，一种快速有效的检测环境中的Hg2+浓度的方法对人类的健康非常重要。
近年来，介孔材料中小分子的释放研究受到了人们的特别关注。介孔SiO2作为一种常见的生物分子释放载体，在分子释放技术的各个领域得到了广泛的应用。此外，由于纳米二氧化硅无毒、比表面积大、孔隙体积大、孔径可调、表面化学可改性等特点，使得底物可以包覆在微孔中，因此引起了广泛的研究兴趣。实现分子释放技术最常用的方法是控制物理堵塞介孔材料。寻找一种有效的包封和释放机制对于成功的控释系统是非常重要的。AuNPs是一种性能稳定、尺寸可控、应用广泛的贵金属纳米粒子，通过适配体的特异性结合作为分子释放体系的分子门卫。测试结果显示该电化学适配体传感器灵敏度高，检出限低，稳定性好，基于上述发现，发明人完成了本发明。
发明内容
本发明的目的之一是基于介孔SiO2材料作为载体，利用适配体修饰的金纳米颗粒作为分子门卫，构建了一种新型的释放型电化学适配体传感器；
本发明的目的之二是提供一种基于介孔SiO2为载体的电化学适配体传感器的制备方法，该方法制备的传感器稳定性好、选择性好、灵敏度高和重现性好；
本发明的目的之三是实现了所述电化学适配体传感器的构建并且对Hg2+进行了有效的检测，达到了所述电化学适配体传感器测定Hg2+的用途。
本发明的技术方案
1.一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建
（1）用Al2O3抛光粉打磨直径为4 mm的玻碳电极，超纯水清洗净后滴加6 µL、10 ~20 µg mL-1的DNA修饰的金纳米颗粒封堵的包覆甲苯胺蓝的氨基化二氧化硅SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液到电极表面，室温下晾干；
（2）滴加6 µL、10-2 ~10-12 mol L-1的一系列不同浓度的Hg2+到电极表面，孵化30min使TB分子释放完全，室温下晾干，即可制得一种释放型电化学适配体传感器。
2.SiO2-NH2- DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将10 ~ 30 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌1 ~ 6 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将1 ~ 5 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加2 ~ 4 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热5 ~ 15min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心20 ~ 40 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将100 ~ 200 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得AuNPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
3. Hg2+的检测
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的电化学适配体传感器为工作电极，在1 ~ 5 mL的pH为7.0的PBS溶液中进行测试；
（2）用差分脉冲伏安法进行检测，其电压测试范围为-0.5 V ~ 0 V；
（3）当背景电流趋于稳定后，观察Hg2+加入前后传感器的峰电流值，然后记录电流变化，绘制工作曲线。
本发明的有益成果
（1）本发明的发明人将介孔SiO2作为载体材料，介孔SiO2具有非常大的比表面积、合适的孔径和很好的生物相容性，能够通过适配体基团与氨基的结合使Au NPs结合在SiO2介孔处并且很好的封装TB分子，形成了稳定的分子释放体系；
（2）本发明采用TB作为电子媒介体，构建了一个释放型电化学适配体传感器，并且对Hg2+进行了有效的检测，此方法操作较为简单；
（3）本发明制备的电化学适配体传感器用于Hg2+的检测，该电化学传感器稳定性高，重现性好，灵敏度高，线性范围宽，可以实现简单、快速、高灵敏和特异性检测。
具体实施方式
实施例1 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建
（1）用Al2O3抛光粉打磨直径为4 mm的玻碳电极，超纯水清洗干净后滴加6 µL、10 µg mL-1的SiO2-NH2- DNA-Au NPs@TB溶液到电极表面，室温下晾干；
（2）滴加6 µL、10-2 ~10-12 mol L-1的一系列不同浓度的Hg2+到电极表面，孵化30min，等待TB分子的释放，室温下晾干，即可制得一种释放型电化学适配体传感器。
实施例2 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建
（1）用Al2O3抛光粉打磨直径为4 mm的玻碳电极，超纯水清洗干净后滴加6 µL、15 µg mL-1的SiO2-NH2- DNA-Au NPs@TB溶液到电极表面，室温下晾干；
（2）滴加6 µL、10-2 ~10-12 mol L-1的一系列不同浓度的Hg2+到电极表面，孵化30min，等待TB分子的释放，室温下晾干，即可制得一种释放型电化学适配体传感器。
实施例3 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建
（1）用Al2O3抛光粉打磨直径为4 mm的玻碳电极，超纯水清洗干净后滴加6 µL、20 µg mL-1的SiO2-NH2- DNA-Au NPs@TB溶液到电极表面，室温下晾干；
（2）滴加6 µL、10-2 ~10-12 mol L-1的一系列不同浓度的Hg2+到电极表面，孵化30min，等待TB分子的释放，室温下晾干，即可制得一种释放型电化学适配体传感器。
实施例4 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将10 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌1 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将1 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加2 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热5 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心40 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将200 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例5 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将20 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌3 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将3 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加3 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热10 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心40 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将200 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例6 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将30 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌6 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将5 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加4 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热15 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心40 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将200 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例7 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将30 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌6 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将5 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加4 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热15 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心20 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将100 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例8 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将30 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌6 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将5 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加4 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热15 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心30 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将150 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例9 SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
（1）氨基化二氧化硅SiO2-NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL超纯水和15 mL乙醇，超声10min，依次加入250 μL正硅酸四乙酯和1000 μL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min，然后将20 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌3 h，最后加入2500 μL 正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅烷和乙醇的混合溶液，其体积比为4:1:40，并继续剧烈搅拌6 h，以9000 r min-1的速度离心10 min，用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入25 mL乙醇中在90 ℃条件下回流加热2 h，以7500 r min-1的速度离心5 min，将得到的沉淀在60 ℃下真空干燥即可得到SiO2-NH2固体；
（2）金纳米颗粒Au NPs的制备
将3 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加3 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热10 min，将溶液冷却至室温最终得到Au NPs溶液；
（3）Au NPs-DNA的制备
1 mL上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2 g PEG-2000混合，多余的PEG分子以13000r min-1的转速离心30 min洗去，将500 μL超纯水加入溶液中，再将150 μL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 ℃下孵化6 h，在此过程中，DNA与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得Au NPs-DNA溶液；
（4）SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB的制备
称取5 mg TB，加入到上述 1 mL 10 mg mL-1的SiO2-NH2溶液中，在4 ℃下震荡12h，取出后以5000 r min-1的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 μL Au NPs-DNA溶液，在4 ℃下孵化6 h，随后以5000 r min-1的速度离心5 min，并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀保存在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2-NH2-DNA-Au NPs@TB溶液。
实施例10 Hg2+的检测
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的电化学适配体传感器为工作电极，在1 mL的pH为7.0的PBS溶液中进行测试；
（2）用差分脉冲伏安法进行检测，其电压测试范围为-0.5 V ~ 0 V；
（3）当背景电流趋于稳定后，观察Hg2+加入前后传感器的峰电流值，然后记录电流变化，绘制工作曲线。
实施例11 Hg2+的检测
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的电化学适配体传感器为工作电极，在3 mL的pH为7.0的PBS溶液中进行测试；
（2）用差分脉冲伏安法进行检测，其电压测试范围为-0.5 V ~ 0 V；
（3）当背景电流趋于稳定后，观察Hg2+加入前后传感器的峰电流值，然后记录电流变化，绘制工作曲线。
实施例12 Hg2+的检测
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的电化学适配体传感器为工作电极，在5 mL的pH为7.0的PBS溶液中进行测试；
（2）用差分脉冲伏安法进行检测，其电压测试范围为-0.5 V ~ 0 V；
（3）当背景电流趋于稳定后，观察Hg2+加入前后传感器的峰电流值，然后记录电流变化，绘制工作曲线。

Claims (2)

1.一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 用Al2O3抛光粉打磨直径为 4 mm的玻碳电极，超纯水清洗净后滴加 6 µL、10 ~ 20µg/mL的DNA 修饰的金纳米颗粒封堵的包覆甲苯胺蓝的氨基化二氧化硅SiO2- NH2- DNA-Au NPs @TB溶液到电极表面，室温下晾干；
(2) 滴加6 µL、10-2 ~10-12 mol/L的一系列不同浓度的Hg2+到电极表面，孵化30 mi n使TB分子释放完全，室温下隙干，即可制得一种释放型电化学适配体传感器；
所述的SiO2- NH2- DNA- Au NPs @TB制备步骤如下：
(1) 氨基化二氧化硅SiO2- NH2的制备
称取50 mg的十六烷基三甲基溴化铵，加入25 mL 超纯水和15 mL乙醇，超声10 min,依次加入250 µL正硅酸四乙酯和 1000 µL 3-氨丙基三乙氧硅烷后再次超声10 min, 然后将10~30 mL 氨水在2 min左右加入后剧烈搅拌 1~6 h, 最后加入 2500 µL正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧硅院和乙醇的混合溶液，其体积比为4 : 1 : 40 , 并继续剧烈搅拌 6 h,以9000 r/min的速度离心10 min, 用乙醇与水交替洗涤三次，将得到的沉淀放入 25 mL乙醇中在90℃条件下回流加热2 h, 以7500 r/min的速度离心5 min, 将得到的沉淀在60℃下真空干燥即可得到SiO2- NH2固体；
(2)金纳米颗粒Au NPs 的制备
将1~5 mL 0.024 mol L-1的氯金酸溶液加入到100 mL 超纯水中并加热至煮沸，然后滴加2 ~ 4 mL 质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，当溶液变为酒红色后继续加热 5 ~ 15 min,将溶液冷却至室温最终得到 Au NPs 溶液；
(3)Au NPs —DNA的制备
1 mL 上述制得的金纳米颗粒溶液与0.2g PEG- 2000 混合，多余的PEG分子以13000r/min的转速离心 20~40 min洗去，将500 µL超纯水加入溶液中，再将100~200 µL 结构为HS-CTTCTTCCCCCCCCTTCTTC-COOH的适配体DNA溶液加入到上述混合溶液中，在4 °C 下孵化6 h, 在此过程中，DNA 与金纳米颗粒之间形成Au-S键使两者连接在一起，从而制得AuNPs- DNA溶液；
(4) SiO2- NH2- DNA- Au NPs @TB的制备
称取5 mg TB, 加入到上述 1 mL 10 mg/ mL的SiO2- NH2溶液中，在4 °C下震荡12 h,取出后以5000 r/min的速度离心，得到的沉淀分散于1 mL pH为7的PBS缓冲溶液后再加入50 µL Au NPs -DNA溶液，在4 °C 下孵化6 h, 随后以5000 r/min的速度离心5 min, 并用pH为7的PBS溶液洗涤6次，最后将得到的沉淀分散在1 mL pH为7的PBS缓冲溶液中，从而制得SiO2- NH2- DNA- Au NPs @TB溶液。
2.一种如权利要求1所述的构建方法得到的电化学适配体传感器，其特征在于，将所述适配体传感器应用于Hg2+的检测，所述检测的具体步骤如下：
(1)使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘求电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的电化学适配体传感器为工作电极，在1~5 mL的pH为7. 0的PBS溶液中进行测试；
(2)用差分脉冲伏安法进行检测，其电压测试范围为- 0.5 V ~ 0 V；
(3)当背景电流趋于稳定后，观察Hg2+ 加入前后传感器的峰电流值，然后记录电流变化，绘制工作曲线。
CN201910808085.9A 2019-08-29 2019-08-29 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建 Active CN110455897B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910808085.9A CN110455897B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910808085.9A CN110455897B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110455897A CN110455897A (zh) 2019-11-15
CN110455897B true CN110455897B (zh) 2021-07-02

Family

ID=68489910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910808085.9A Active CN110455897B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110455897B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111830108B (zh) * 2020-07-28 2022-10-14 济南大学 一种基于NiO/PbS/Au的肌氨酸光电化学自供能传感器的构建方法
CN113447553B (zh) * 2021-06-21 2022-09-20 同济大学 基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104634852A (zh) * 2015-02-06 2015-05-20 济南大学 一种基于金杂化zsm-5分子筛负载电子媒介体构建的三通道生物传感器的制备方法及应用
CN104764784A (zh) * 2015-02-28 2015-07-08 济南大学 基于核酸适配体检测汞离子的生物传感器及其制备方法
CN105203715A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 中国科学院广州生物医药与健康研究院 一种利用介孔硅可控释放体系与血糖仪检测汞离子的方法
CN106596484A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 青岛科技大学 一种检测Hg2+的方法
CN106841349A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 南京师范大学 一种用于汞离子检测的适配体传感器及其制备方法和应用
CN107490609A (zh) * 2017-07-18 2017-12-19 济南大学 基于介孔二氧化硅膜的啶虫脒适配体电化学传感器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104634852A (zh) * 2015-02-06 2015-05-20 济南大学 一种基于金杂化zsm-5分子筛负载电子媒介体构建的三通道生物传感器的制备方法及应用
CN104764784A (zh) * 2015-02-28 2015-07-08 济南大学 基于核酸适配体检测汞离子的生物传感器及其制备方法
CN105203715A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 中国科学院广州生物医药与健康研究院 一种利用介孔硅可控释放体系与血糖仪检测汞离子的方法
CN106596484A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 青岛科技大学 一种检测Hg2+的方法
CN106841349A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 南京师范大学 一种用于汞离子检测的适配体传感器及其制备方法和应用
CN107490609A (zh) * 2017-07-18 2017-12-19 济南大学 基于介孔二氧化硅膜的啶虫脒适配体电化学传感器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bioresponsive Controlled Release Using Mesoporous Silica Nanoparticles Capped with Aptamer-Based Molecular Gate;Chun-Ling Zhu等;《J. Am. Chem. Soc.》;20110107;第133卷;第1278-1281页 *
DNA-Capped Mesoporous Silica Nanoparticles as an Ion-Responsive Release System to Determine the Presence of Mercury in Aqueous Solutions;Yunfei Zhang等;《Anal. Chem.》;20120111;第84卷;第1956-1962页 *
基于介孔二氧化硅纳米颗粒的可控释放体系;王文谦 等;《化学进展》;20130531;第25卷;第677-691页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110455897A (zh) 2019-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Electrochemiluminescent competitive immunosensor based on polyethyleneimine capped SiO2 nanomaterials as labels to release Ru (bpy) 32+ fixed in 3D Cu/Ni oxalate for the detection of aflatoxin B1
CN110455897B (zh) 一种基于SiO2载体灵敏检测Hg2+的释放型电化学适配体传感器的构建
CN112505116B (zh) 一种用于特异性检测卡那霉素的电化学发光适配体传感器以及制备方法和应用
CN101832965B (zh) 基于磁性碳纳米管和壳聚糖/二氧化硅凝胶的漆酶生物传感器及其制备方法和应用
CN112898965B (zh) 一种可视化区分检测用比率荧光探针制备及使用方法
Ye et al. An electrochemical immunoassay for Escherichia coli O157: H7 using double functionalized Au@ Pt/SiO2 nanocomposites and immune magnetic nanoparticles
CN109507256B (zh) 一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器及其制备方法和使用方法
CN110794017B (zh) 一种检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法
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
CN110308286B (zh) 一种基于光热释放信号增强型甲状腺球蛋白电致化学发光免疫传感器
CN102721680A (zh) 一种高灵敏检测t-DNA的SERS液相芯片方法
CN113504283B (zh) 用于检测没食子酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用
CN103616423A (zh) 一种检测土霉素的竞争型适配体传感器的制备方法及应用
Wei et al. A signal-off aptasensor for the determination of Ochratoxin A by differential pulse voltammetry at a modified Au electrode using methylene blue as an electrochemical probe
CN111220672B (zh) 基于能量共振转移检测Hg2+的自增强电化学发光适配体传感器的制备方法
CN112858257A (zh) 一种检测食源性致病菌的多功能集成拉曼纳米传感器
CN102621207A (zh) 一种葡萄糖传感器及其制备方法和应用
CN108982605A (zh) 一种基于富铜离子材料标记的内毒素适配体传感器及其检测内毒素的方法
CN110006971B (zh) 一种双通道输出检测食源性致病菌的适体传感器的制备方法及其应用
Liu et al. A highly sensitive resonance Rayleigh scattering method for the determination of vitamin B 1 with gold nanoparticles probe
CN113640274A (zh) 一种基于适配体门控介孔二氧化硅的金黄色葡萄球菌检测方法
Hu et al. Application of molecular imprinting technology based on new nanomaterials in adsorption and detection of fluoroquinolones
CN112525971B (zh) 一种基于钨酸铋的光电化学检测氯霉素的方法
CN112858417A (zh) 基于硫化铋-溴化银异质结的光电化学传感器检测m6A的方法
CN109580731A (zh) Dna微囊及金电极-dna树枝状大分子传感器的制备方法以及在检测多氯联苯中的应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant