CN110907519A - 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法 - Google Patents

一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110907519A
CN110907519A CN201911205335.6A CN201911205335A CN110907519A CN 110907519 A CN110907519 A CN 110907519A CN 201911205335 A CN201911205335 A CN 201911205335A CN 110907519 A CN110907519 A CN 110907519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
electrode
chi
gce
man
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.)
Granted
Application number
CN201911205335.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110907519B (zh
Inventor
刘正春
来庆腾
陈智睿
姚晓霞
陈伟
丁家峰
梁波
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South 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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201911205335.6A priority Critical patent/CN110907519B/zh
Publication of CN110907519A publication Critical patent/CN110907519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110907519B publication Critical patent/CN110907519B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • 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
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，属于生物医学领域，提供了一种基于双电子媒介体Fc‑Ru3+介导的D‑甘露糖‑多巴胺‑壳聚糖修饰电化学生物传感器的制备方法和应用，该传感器包括电极材料，电极的表面膜修饰，固定化的生物活性化合物和双电子媒介体，所述电极的材料为玻碳；电极表面膜为多巴胺和壳聚糖膜；固定化的生物活性化合物为D‑甘露糖；双电子媒介体的成分为Fc‑Ru3+。该电化学传感器对检测体系中的大肠杆菌响应灵敏度高，选择性强，稳定性好，制备简单，可用于大肠杆菌检测。

Description

一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法
技术领域
本发明涉及一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，属于生物医学领域。
背景技术
大肠杆菌（E.coli）作为食源性病原体之一，随着食品贸易全球化，由此引发的疾病频频出现，感染大肠杆菌后会引起胆囊炎、菌血症、胆管炎和腹泻病。传统食品检测方法主要包括平板培养法和纸片法，检测时间需要2-3天，无法实时监测，因此寻找一种快速而敏感的检测大肠杆菌检测方法是卫生保健、环境检测、食品分析和安全控制领域的迫切需求。
电化学生物传感器是一种快速、简单且廉价的分析装置，有望成为细菌检测的有效工具。由生物材料、转换器、信号放大器和信号处理系统四部分组成。传统生物电化学传感器往往存在电极稳定性差，选择性弱等问题，改善生物电化学传感器的选择性、稳定性、灵敏性成为研究的重点。过去的研究中发现双电子媒介体系可以将化学信号放大5个数量级以上，提高检测灵敏度；但是原有电化学传感器稳定性差，为此，我们进一步改善电极制备方法，实现了对大肠杆菌的高稳定性，高灵敏度检测。
发明内容
鉴于对大肠杆菌检测的迫切需求及现有电化学传感器的不足，本发明的目的在于提供一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，特别是指一种D-man-DA-Chi修饰电极的电化学生物传感器制备方法及其在大肠杆菌检测方面的应用。
实现本发明的技术方案包括以下步骤：
步骤1，将玻碳电极，即GCE电极置于壳聚糖溶液中，即Chi溶液，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为5至6，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤2，将所述Chi-GCE电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤3，将所述DA-Chi-GCE修饰电极浸泡在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，制备D-甘露糖-多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即D-man-DA-Chi-GCE修饰电极，形成D-man-DA-Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测；
其中，所述电极材料为玻碳；所述电极修饰膜为多巴胺-壳聚糖膜，即DA-Chi膜；所述生物活性化合物为D-甘露糖，即D-man；所述双电子媒介体溶液为Fc-Ru3+溶液，其中Fc为二茂铁二甲醇、Ru3+为三氯化六铵合钌。
所述步骤1中壳聚糖，即Chi的制备方法包括：
步骤1.1，用酸性的第一溶剂溶解壳聚糖，用碱性的第二溶剂调节Chi溶液的pH；
步骤1.2，将GCE电极浸泡在Chi溶液中，利用双电极系统，GCE电极为阴极，Pt电极为对电极，利用计时电流法电沉积Chi到GCE电极表面；
步骤1.3，用超纯水清洗Chi修饰的GCE电极，即Chi-GCE，氩气干燥；
所述步骤2的壳聚糖为β-（1-4）-2-氨基-2-脱糖-D葡萄糖，所述壳聚糖在传感器电极上的制备方法为阳离子电沉积。
所述步骤1中壳聚糖电极表面膜的制备方法包括：
所述第一溶剂为稀HCI溶液，所述的第二溶剂为NaOH溶液；
其中稀盐酸溶液的浓度为1mol/L，NaOH溶液的浓度为1mol/L；
壳聚糖在稀盐酸溶液中的质量浓度为1.25%；
再经NaOH溶液调整后的Chi溶液pH为5至6；
其中电沉积所用电压为-0.5至3V，所述电沉积时间为500秒。
所述步骤2中多巴胺-壳聚糖电极表面膜的制备方法包括以下方法：
步骤2.1，用缓冲盐溶液配制DA溶液；
步骤2.2，将制得的Chi-GCE浸泡在DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备DA-Chi-GCE修饰电极；
步骤2.3，用超纯水清洗反应后的电极，氩气干燥；
所述DA-Chi膜包含通过席夫碱反应形成的DA与Chi加成化合物，其中缓冲盐溶液为磷酸缓冲盐溶液，即PBS溶液，席夫碱反应官能团为DA的氨基和Chi的羧基，磷酸缓冲盐溶液PBS的浓度为0.08至0.15M/L ，DA溶液浓度为；循环伏安法电压-0.2至0.9V。
所述步骤3中D-甘露糖-DA-Chi传感器的制备方法包括如下步骤：
步骤3.1，用缓冲盐溶液配制一定浓度的D-甘露糖溶液，将制备的Chi-DA-GCE修饰电极浸泡在D-man溶液；
步骤3.2，用PBS溶液冲洗电极，并用惰性气体吹干；
其中缓冲盐溶液为磷酸缓冲盐溶液，即PBS溶液；
所述磷酸缓冲盐溶液浓度为0.08至0.15M/L；
所述Chi-DA-GCE修饰电极在D-man溶液中的浸泡时间为6小时；
所述惰性气体为氮气。
所述步骤4中大肠杆菌检测的方法包括以下步骤：
步骤4.1，用缓冲溶液配制一系列不同浓度的大肠杆菌溶液，即E.coli溶液；
步骤4.2，检测前，用惰性气体对溶液充气一段时间T1，在测量过程中一直用惰性气体保护整个测试体系；
步骤4.3，将制备的D-man-DA-Chi修饰电极置于双电子媒介体溶液，并将不同浓度的E.coli溶液滴加到该电化学池，进行测试。
其中缓冲盐溶液为磷酸缓冲盐溶液，PBS溶液，所述双电子媒介体溶液为含Fc和Ru3+的PBS溶液；
所述PBS溶液浓度为0.08至0.15M/L，pH=7.2；
所述的电子媒介体溶液中Fc和Ru3+的浓度相同，均为10至300μmol/L；
所述检测前惰性气体充入时长为0.5小时。
本发明的优点在于，选择性强，稳定性好，制备简单，对检测体系中的大肠杆菌响应灵敏度高，能有效应用于大肠杆菌检测。
附图说明
图1为D-man-DA-Chi-GCE电化学传感器制备及检测E.coli原理示意图。
图2为不同电极材料CVs测试图。
图3-1至图3-2为电沉积Chi不同时间制备DA-Chi-Au电极的CVs测试图。
图4-1至图4-2为利用不同浓度DA溶液制备DA-Chi-Au电极时的CVs测试图。
图5-1至图5-4为利用不同浓度的D-man溶液制备的D-man-DA-Chi-Au修饰电极的CVs测试图。
图6-1至图6-3为电化学大肠杆菌传感器的线性检测范围和检测限。
图7-1至图7-2为D-man-DA-Chi-GCE修饰电极选择性测试。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的内容，明确本发明的目的，技术方案及优点，下面结合附图1至7及实例，对本发明做出进一步详细说明。但是下面描述的具体实例仅仅用于解释本发明，并不限制于本发明的保护范围。
本发明提供了一种检测大肠杆菌的电化学生物传感器，包括电极材料，电极的表面膜修饰，固定化的生物活性化合物和双电子媒介体，其中，所述电极的材料为玻碳；所述电极表面膜为多巴胺和壳聚糖膜；所述固定化的生物活性化合物为D-甘露糖（D-man）；所述双电子媒介体的成分为Fc-Ru3+；D-man-DA-Chi-GCE电化学传感器制备及检测E.coli原理如图1所示。
本发明提供了电极电极材料的优选方法，具体步骤如实施例1所示：
实施例一：步骤1，将玻碳电极，即GCE电极置于壳聚糖溶液中，即Chi溶液，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为6，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤2，将所述Chi-GCE电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤3，将所述DA-Chi-GCE修饰电极浸泡在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，采用PBS溶液浓度为0.1 M/L，制备D-甘露糖-多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即D-man-DA-Chi-GCE修饰电极，形成D-man-DA-Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测；其中，所述电极材料为玻碳；所述电极修饰膜为多巴胺-壳聚糖膜，即DA-Chi膜；所述生物活性化合物为D-甘露糖，即D-man；所述双电子媒介体溶液为Fc-Ru3+溶液；Fc和Ru3+的浓度为50μmol/L。
将制备好的D-man-DA-Chi-Au修饰电极和D-man-DA-Chi-GCE修饰电极分别置于含有50 μM Fc和Ru3+的PBS（0.1 M，pH=7.2）溶液中进行CVs测试，结果表明D-man-DA-Chi-GCE修饰电极效果较好；测试结果如图2所示，(a)D-man-DA-Chi-Au修饰电极和D-man-DA-Chi-GCE修饰电极的CVs测试图；(b)D-man-DA-Chi-GCE在含有不同ConA浓度，50 μmol/L Fc和Ru3+的PBS（0.1 M，pH=7.2）溶液中定量检测ConA的CVs测试图。
本发明实施例提供了上述玻碳电极的预处理方法，其包括如下步骤：
S01，将玻碳电极放在不同细度的抛光布上抛光；
S02，对所述的抛光后电极用冲洗液进行冲洗，然后用惰性气体吹干。
上述玻碳电极的预处理方法，其中：
S01中，所述抛光布的细度为1.0、0.3、0.05 μm，抛光时间分别为3min。
S02中，所述冲洗液为超纯水、乙醇、H2SO4（1 mol/L），干燥气体为氮气。
本发明实施例提供了D-man-DA-Chi-GCE修饰电极的制备方法，其中包括如下步骤：
S03，将所述电极置于壳聚糖溶液中，通过电流法电沉积Chi到电极表面，冲洗，干燥；
S04，将所述Chi修饰电极置于含DA的溶液中，利用三电极和循环伏安法制备DA-Chi修饰电极，冲洗，干燥。
S05，将所述DA-Chi修饰电极置于D-甘露糖溶液中浸泡，冲洗，干燥。
上述制备方法S03中，所述壳聚糖溶液是由稀HCI溶液溶解壳聚糖所得，壳聚糖浓度为1.25%，壳聚糖溶液的pH值为3，利用1mol/L的NaOH溶液调节壳聚糖溶液的pH值至5.5。将电极置于Chi溶液中，利用双电极系统，GCE为阴极，Pt电极为对电极，利用计时电流法电沉积Chi到GCE电极表面，用超纯水将Chi修饰后的电极进行清洗，氩气干燥。
S03中，电沉积Chi到电极表面的时间为500秒；电沉积Chi不同时间制备的DA-Chi-Au电极的CVs测试结果如图3-1至3-2所示，在电沉积Chi 500 s制备的DA-Chi-Au电极的峰值电流最大，即放大电流效果最好，并且从图中还可以看到，在电沉积Chi 500s时制备的修饰电极稳定性也较好。
S04中，所述DA溶液由0.1 mol/L PBS配制，所述Chi-GCE电极浸泡在DA溶液中，利用三电极系统和循环伏安法（CVs，-0.2-0.9 V，20 mV/s）电聚合DA制备DA-Chi-GCE修饰电极，反应完成后，取出电极，用超纯水清洗电极，氩气干燥。
S04中，DA溶液的浓度为5mmol/L；电沉积Chi 500 s，用不同浓度DA溶液（1、3、5、7、10 mmol/L）制备DA-Chi-Au修饰电极，在含有50 μmol/L Fc和Ru3+的PBS（0.1 M，pH=7.2）中利用CVs测得的Fc氧化峰值电流大小(a)和Ru3+还原峰值电流大小 (b)，测试结果如图4-1至图4-2所示。
S05中，所述D-man溶液由0.1 mol/L PBS溶液配制，所述Chi-DA-GCE修饰电极浸泡在D-man溶液中，浸泡6小时，取出后用 0.1 mol/L PBS 溶液冲洗电极，并用氮气吹干。
优选地，D-man溶液浓度为5 mg/ml；利用不同浓度的D-man溶液分别制备D-man-DA-Chi-Au修饰电极，在含有50 μmol/L Fc和Ru3+的PBS（0.1 M，pH=7.2）溶液中的做CVs测试图；如图5-1至图5-4所示，1 mg/mL D-man-DA-Chi-Au (b)、5 mg/mL D-man-DA-Chi-Au (c)和10 mg/mL D-man-DA-Chi-Au (d)修饰电极在含有不同ConA浓度，50 μmol/L Fc和Ru3+的PBS（0.1 M，pH=7.2）溶液中定量检测ConA的CVs测试；图5-2、5-3、5-4中沿箭头方向ConA浓度依次是0、10Pm、1Pm、10nM、1nM、100pM、1Μm、100nM。
优选地，D-man上的醛基与壳聚糖上氨基之间发生席夫碱反应，从而将D-man固定到修饰电极表面；
本发明提供了电化学检测大肠杆菌方法，其中包括如下步骤：
S06，将所述D-man-DA-Chi修饰电极置于含有50 umol/L的Fc和Ru3+的PBS溶液；
S07，电化学工作站进行电化学测试前，溶液用氮气充气约30分钟，测试过程中始终用氮气保护整个体系。
用PBS溶液配制一定浓度的E.coli溶液，所述E.coli溶液滴加到电化学池中进行测试。
通过配制不同浓度E.coli待检液，浓度依次为0、1.275×10、1.275×102、1.275×103、1.275×104、1.275×105、1.275×106 cfu/mL；将制备好的D-man-DA-Chi-GCE修饰电极放在含50μM Fc和Ru3+的PBS溶液中，分别测定上述E.coli浓度的CVs曲线，测试结果如图6-1至图6-3所示，传感器的线性检测范围是1.275×10-1.275×106 cfu/mL，最低检测限：3.5cfu/mL，图6-1中沿箭头方向大肠杆菌浓度依次是0、1.275×10、1.275×102、1.275×103、1.275×104、1.275×105、1.275×106cfu/mL。
将制备好的D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于不同成分的待检溶液中，测试Fc氧化电量和Ru3+还原电量的变化情况，各待检溶液分别是salmonella (1.275x105 cfu/mL)、s.aures(1.275x105 cfu/mL)、E.coli (1.275x103 cfu/mL)，测试结果如图7-1至图7-2所示，D-man-DA-Chi-GCE修饰电极对E.coli具有较强的选择性。
实施例二：步骤1，将玻碳电极，即GCE电极置于壳聚糖溶液中，即Chi溶液，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为6，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤2，将所述Chi-GCE电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤3，将所述DA-Chi-GCE修饰电极浸泡在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，采用PBS溶液浓度为0.08 M/L，制备D-甘露糖-多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即D-man-DA-Chi-GCE修饰电极，形成D-man-DA-Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测。其中，所述电极材料为玻碳；所述电极修饰膜为多巴胺-壳聚糖膜，即DA-Chi膜；所述生物活性化合物为D-甘露糖，即D-man；所述双电子媒介体溶液为Fc-Ru3+溶液；Fc和Ru3+的浓度为10μmol/L。
实施例三：将所述步骤2与步骤3互换，形成步骤N2与步骤N3：
步骤1，将玻碳电极，即GCE电极置于壳聚糖溶液中，即Chi溶液，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为5，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤N2，将所述Chi-GCE电极浸泡在在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，采用PBS溶液浓度为0.15 M/L，制备D-man-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤N3，将所述D-man-Chi-GCE修饰电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-D-甘露糖-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-D-man-Chi-GCE修饰电极，形成DA-D-man- Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；Fc和Ru3+的浓度为300μmol/L；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测。

Claims (8)

1.一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，将玻碳电极置于壳聚糖溶液中，即将GCE电极置于Chi溶液中，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为5至6，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤2，将所述Chi-GCE电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤3，将所述DA-Chi-GCE修饰电极浸泡在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，制备D-甘露糖-多巴胺-壳聚糖-GCE修饰电极，即D-man-DA-Chi-GCE修饰电极，形成D-man-DA-Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测；
其中，所述电极材料为玻碳；所述电极修饰膜为多巴胺-壳聚糖膜，即DA-Chi膜；所述生物活性化合物为D-甘露糖，即D-man；所述双电子媒介体溶液为Fc-Ru3+溶液，其中Fc为二茂铁二甲醇、Ru3+为三氯化六铵合钌。
2.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，
所述步骤1中壳聚糖，即Chi的制备方法包括：
步骤1.1，用酸性的第一溶剂溶解壳聚糖，用碱性的第二溶剂调节壳聚糖溶液的pH；
步骤1.2，将GCE电极浸泡在Chi溶液中，利用双电极系统，GCE电极为阴极，Pt电极为对电极，利用计时电流法电沉积Chi到GCE电极表面；
步骤1.3，用超纯水清洗Chi修饰的GCE电极，即Chi-GCE，氩气干燥。
3.根据权利要求2所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，
所述步骤1的壳聚糖为β-（1-4）-2-氨基-2-脱糖-D葡萄糖，所述壳聚糖在传感器电极上的制备方法为阳离子电沉积。
4.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，
所述步骤1中壳聚糖电极表面膜的制备方法包括：
所述第一溶剂为稀HCI溶液，所述的第二溶剂为NaOH溶液；
其中稀盐酸溶液的浓度为1mol/L，NaOH溶液的浓度为1mol/L；
壳聚糖在稀盐酸溶液中的质量浓度为1.25%；
再经NaOH溶液调整后的Chi溶液pH为5至6；
其中电沉积所用电压为-0.5至3V，所述电沉积时间为500秒。
5.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，
所述步骤2中多巴胺-壳聚糖电极表面膜的制备方法包括以下方法：
步骤2.1，用缓冲盐溶液配制DA溶液；
步骤2.2，将制得的Chi-GCE浸泡在DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备DA-Chi-GCE修饰电极；
步骤2.3，用超纯水清洗反应后的电极，氩气干燥；
其中DA-Chi膜包含通过席夫碱反应形成的DA与Chi加成化合物，其中缓冲盐溶液为磷酸缓冲盐溶液，即PBS溶液，席夫碱反应官能团为DA的氨基和Chi的羧基，磷酸缓冲液PBS的浓度为0.08至0.15M/L，DA溶液浓度为；循环伏安法电压-0.2至0.9V。
6.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，
所述步骤3中D-甘露糖-DA-Chi传感器的制备方法包括如下步骤：
步骤3.1，用缓冲盐溶液配制一定浓度的D-甘露糖溶液，将制备的Chi-DA-GCE修饰电极浸泡在D-man溶液；
步骤3.2，用PBS溶液冲洗电极，并用惰性气体吹干；
其中缓冲盐溶液为磷酸缓冲盐溶液，即PBS溶液；所述磷酸缓冲盐溶液浓度为0.08至0.15M/L；所述Chi-DA-GCE修饰电极在D-man溶液中的浸泡时间为6小时；所述惰性气体为氮气。
7.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，将所述步骤2与步骤3互换，形成步骤N2与步骤N3：
步骤1，将玻碳电极，即GCE电极置于壳聚糖溶液中，即Chi溶液，用NaOH溶液调整Chi溶液pH值为5至6，通过循环伏安法将Chi沉积到GCE电极；清洗、干燥得到Chi-GCE电极；
步骤N2，将所述Chi-GCE电极浸泡在在D-甘露糖溶液中，即D-man溶液中，制备D-man-Chi-GCE修饰电极，并清洗、干燥；
步骤N3，将所述D-man-Chi-GCE修饰电极浸泡在多巴胺溶液中，即DA溶液中，用三电极系统和循环伏安法电聚合DA，制备多巴胺-D-甘露糖-壳聚糖-GCE修饰电极，即DA-D-man-Chi-GCE修饰电极，形成DA-D-man- Chi传感器；
步骤4，将所述D-man-DA-Chi-GCE修饰电极置于双电子媒介体溶液中，构成包括电极材料、电极修饰膜、固定化生物活性化合物和双电子媒介体系；并滴入大肠杆菌待检溶液进行检测。
8.一种基于权根据权利要求1至7任一项所述的一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法，其特征在于，所述步骤4中大肠杆菌检测的方法包括以下步骤：
步骤4.1，用缓冲溶液配制一系列不同浓度的大肠杆菌溶液，即E.coli溶液；
步骤4.2，检测前，用惰性气体对溶液充气一段时间T1，在测量过程中一直用惰性气体保护整个测试体系；
步骤4.3，将制备的D-man-DA-Chi修饰电极置于双电子媒介体溶液，并将不同浓度的E.coli溶液滴加到该电化学池，进行测试；
其中双电子媒介体溶液为含Fc和Ru3+的PBS溶液；所述PBS溶液浓度为0.08至0.15M/L，pH=7.2；所述的电子媒介体溶液中Fc和Ru3+的浓度相同，均为10至300μmol/L；所述检测前惰性气体充入时长为0.5小时。
CN201911205335.6A 2019-11-29 2019-11-29 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法 Active CN110907519B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911205335.6A CN110907519B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911205335.6A CN110907519B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110907519A true CN110907519A (zh) 2020-03-24
CN110907519B CN110907519B (zh) 2020-10-09

Family

ID=69820898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911205335.6A Active CN110907519B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110907519B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111965226A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 中南大学 用于检测刀豆蛋白a的生物传感器及其制备方法和应用
CN114088784A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的电化学适配体传感器及其制备方法与应用方法
CN114113260A (zh) * 2021-11-11 2022-03-01 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的微电极传感器及其制备方法与应用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104407132A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 济南大学 一种检测大肠杆菌的电化学传感器及其制备方法
CN204203160U (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 济南大学 一种检测大肠杆菌的电化学传感器
CN104698043A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 重庆医科大学 检测大肠杆菌的dna电化学生物传感器及其制备方法
CN106093171A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 天津工业大学 一种检测大肠杆菌的电化学生物传感器的制备方法
CN108693356A (zh) * 2018-03-30 2018-10-23 南京师范大学 一种采用电化学免疫传感器检测s-层蛋白的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104698043A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 重庆医科大学 检测大肠杆菌的dna电化学生物传感器及其制备方法
CN104407132A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 济南大学 一种检测大肠杆菌的电化学传感器及其制备方法
CN204203160U (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 济南大学 一种检测大肠杆菌的电化学传感器
CN106093171A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 天津工业大学 一种检测大肠杆菌的电化学生物传感器的制备方法
CN108693356A (zh) * 2018-03-30 2018-10-23 南京师范大学 一种采用电化学免疫传感器检测s-层蛋白的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIONGHUI MA等: "Construction of a Concanavalin A electrochemical sensor base on anovel sandwich capture mode", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 *
ZHIHONG SHEN等: "Non-labeled QCM Biosensor for Bacterial Detection using Carbohydrate and Lectin Recognitions", 《ANAL CHEM》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111965226A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 中南大学 用于检测刀豆蛋白a的生物传感器及其制备方法和应用
CN111965226B (zh) * 2020-08-19 2021-06-25 中南大学 用于检测刀豆蛋白a的生物传感器及其制备方法和应用
CN114088784A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的电化学适配体传感器及其制备方法与应用方法
CN114113260A (zh) * 2021-11-11 2022-03-01 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的微电极传感器及其制备方法与应用方法
WO2023083255A1 (zh) * 2021-11-11 2023-05-19 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的微电极传感器及其制备方法与应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110907519B (zh) 2020-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110907519B (zh) 一种大肠杆菌电化学生物传感器的制备与检测方法
Ryu et al. Electrochemical sensors for nitrogen species: A review
CN113075269B (zh) 一种用于特异性检测氯霉素的电化学发光适配体传感器及其制备方法和应用
CN113406168B (zh) 分子印迹检测氯霉素的电化学传感器及其制备方法和应用
CN106841353A (zh) 一种无酶电化学生物传感器电极的制备方法及其应用
Wei et al. Molecularly imprinted electrochemical sensor for the determination of ampicillin based on a gold nanoparticle and multiwalled carbon nanotube‐coated pt electrode
CN109211989A (zh) 一种用于检测阿特拉津的电化学适配体传感器及其制备和检测方法
CN105866211A (zh) 一种氨苄西林分子印迹传感器的制备方法及应用
CN104677962B (zh) 一种过氧化聚多巴胺修饰电极以及基于该电极的氯霉素电化学检测方法
Koçak ZnO and Au nanoparticles supported highly sensitive and selective electrochemical sensor based on molecularly imprinted polymer for sulfaguanidine and sulfamerazine detection
Navera et al. Nafion‐coated carbon fiber for acetylcholine and choline sensors
Wang et al. Amperometric urea biosensor using aminated glassy carbon electrode covered with urease immobilized carbon sheet, based on the electrode oxidation of carbamic acid
Cabaj et al. Tyrosinase biosensor for antioxidants based on semiconducting polymer support
CN113567531B (zh) 复合材料N-Co-MOF@PDA-Ag及其制备方法和应用
Mo et al. Electropolymerization of stable leucoemeraldine base polyaniline film and application for quantitative detection of Escherichia coli O157: H7
Le Huy et al. Covalent immobilization of cholesterol oxidase and poly (styrene-co-acrylic acid) magnetic microspheres on polyaniline films for amperometric cholesterol biosensing
Djaalab et al. Pt electrode modified with β-cyclodextrin/polyaniline for electrochemical sensing of penicillin V
CN115616055A (zh) 一种基于分子印迹传感器的呋喃西林检测方法
CN104897753B (zh) 一种分子印迹聚合物修饰的纳米多孔金银合金线电极及其应用
Ramanaviciene et al. Molecularly imprinted polypyrrole for sensor design
Zhao et al. Simple and sensitive electrochemical sensor for tyramine determination based on overoxidized poly (o-aminophenol) film modified electrode
Dandan et al. Preparation of polyaniline modified electrode in novel ionic liquid and its application in ion chromatography
CN110243904A (zh) 一种用于土霉素检测的适配体电化学传感器的制备方法
CN209231256U (zh) 基于单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精的L-半胱氨酸传感器
Gartner et al. Electrochemical Sensors for Detection of Different Ionic Species (Nitrites/Nitrates and Heavy Metals) in Natural Water Sources

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