CN113884556B - 一种用于赭曲霉毒素a检测的比率型电化学传感器制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法，包括以下步骤：以采用室温合成法制备过渡金属MOF，采用还原法制备双金属纳米复合材料，取适量的过渡金属MOF/双金属纳米复合物/核酸适配体以共价键的方式结合至电极表面，以铂丝电极为对电极，饱和氯化银为参比电极，通过过渡金属MOF及贵金属离子信号分子的变化得到了用于赭曲霉毒素A残留检测的电化学适配体传感器。本发明与传统的赭曲霉毒素A检测方法相比，具有响应速度快、检出限低、灵敏度高、重复性好、准确性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法，尤其涉及一种基于金属MOF及贵金属离子作为信号分子对赭曲霉毒素A的检测方法。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，人们的生活越来越好，人们对于食品的关注渐渐从吃得饱到吃得好，吃得健康。近年来食品问题越来越受到人们的关注，尤其是真菌毒素污染食品的问题较为严重，成为世界各国的重要关注点。其中典型的赭曲霉毒素A广泛存在于受污染的植物性食品中，具有强烈的肾毒性、肝毒性、致癌性等，严重危害到人们的健康，我国卫生部规定谷物及其制品（5.0 μg/kg）、葡萄酒（2.0 μg/kg）和水果（5.0 μg/kg）等食品中赭曲霉毒素A的最高限量，因此加强对食品中赭曲霉毒素A的检测对食品安全及人类的健康有着十分重大的意义。目前赭曲霉毒素的检测方法主要有高效液相色谱法（HPLC）、酶联免疫吸附法（ELISA）、荧光分析法等，这些方法虽然灵敏度、准确度较高等，但需要昂贵的仪器、分析程序复杂、检测成本高、同时对操作人员的技术水平要求较高、不适合现场检测。因此，建立一种简单、快速、经济、适用于现场检测的方法是对于解决食品中的赭曲霉毒素A超标问题的有效途径之一。
发明内容
本发明涉及一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法。
一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法，其步骤如下：
所述过渡金属MOF的制备：过渡金属MOF采用室温合成法制备，首先将1~5 M苯多酸金属配合物溶解于50~100 mL无水乙醇中，再加入相同量的超纯水，将水和硝酸盐加入至上述溶液，超声处理至溶解。然后滴加含有1~2 mL三乙胺的10~20 mL环己烷溶液至溶液表面，界面处出现蓝色沉淀，静置10~30 h，将蓝色沉淀用适量水和乙醇洗涤数次，置于20~60℃真空烘箱中干燥5~20 h，即得到过渡金属MOF。
所述双金属纳米复合材料的制备：首先将1%强酸溶液A加入到50~100 mL超纯水中，磁力搅拌下加热至沸腾，然后迅速加入0.5~2 mL，1%强碱弱酸盐，加热15~30 min至溶液深红色，再加入1~10 mL，0.1~1 M抗坏血酸和1~5 mL，1%强酸溶液B，加热10~30 min，即得到双金属纳米复合材料。
所述过渡金属MOF及双金属纳米复合材料的制备：将上述制备的1~5 mg过渡金属MOF溶解于1~5 mL酰胺类化合物中，超声后加入1~3 mL制备的双金属纳米复合材料，室温下搅拌5~12 h后，5000~10000 rpm，离心10~30 min，缓冲液清洗后超声分散于1 mL缓冲液中，即得到过渡金属MOF及双金属纳米复合材料。
所述过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备：移取5~10μL, 1~10 mM一端含巯基的ssDNA滴加至预处理后的金电极上孵育37~40℃，1~5 h，再加入3~6 μL，0.1~1 mM封闭剂，孵育30~60 min。将4~10 μL，0.1~1 mM过渡贵金属离子溶液滴加到上述处理后的电极表面，过渡贵金属离子会与含氮碱基结合使得单链DNA形成发夹结构。再将5~10 μL，1~10 μM cDNA，滴加于制备过渡金属MOF及双金属纳米复合材料溶液中振荡孵育4~8 h，再将5~10 μL，1~10 μM赭曲霉毒素A及其适配体混合滴加于上述处理后的电极上，于37~40℃下孵育2~4 h，缓冲液冲洗后，即完成了过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备。
所述电化学传感器以过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极为工作电极，以饱和氯化银为参比电极，铂丝电极为对电极，利用金属MOF及贵金属离子作为信号分子完成对赭曲霉毒素A的检测。
所述的苯多酸金属配合物为H3BTC，H3BTB，H2NDC其中的一种。
所述水和硝酸盐为三水合硝酸铜，六水合硝酸锰，九水合硝酸铁其中的一种。
所述强酸溶液A，B均为氯金酸，氯铂酸，三氯金酸，高氯酸其中的一种。
所述强碱弱酸盐为碳酸钠，乙酸钠，磷酸钠，碳酸氢钠，柠檬酸钠其中的一种。
所述缓冲液为磷酸盐缓冲液，三羟甲基氨基甲烷缓冲液，邻苯二甲酸-盐酸缓冲液其中的一种。
所述酰胺类化合物为N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二乙基乙酰胺，N，N-二甲基草酰胺其中的一种。
所述过渡贵金属离子为铜，银，钼，锌之中的一种。
本发明所涉及的传感器中，以贵金属MOF及贵金属离子作为信号分子，与传统的用于检测赭曲霉毒素A的电化学传感器相比具有响应速度快，信噪比高，灵敏度高，重复性好，准确度高的优点。
附图说明
图1是赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行描述：
实施例1
具体步骤如下：
（1）过渡金属MOF采用室温合成法制备，首先将4.0 M H3BTC溶解于100 mL的无水乙醇中，再加入相同量的超纯水，将三水合硝酸铜加入至上述溶液，超声处理至溶解。然后滴加含有1 mL三乙胺的10 mL环己烷溶液至溶液表面，界面处出现蓝色沉淀，静置24 h，将蓝色沉淀用适量水和乙醇洗涤数次，置于50℃真空烘箱中干燥12 h，即得到过渡金属MOF；
（2）双金属纳米复合材料采用还原法制备：首先将1%氯金酸加入到50 mL的超纯水中，磁力搅拌下加热至沸腾，然后迅速加入0.5 mL，1%柠檬酸钠，加热15 min至溶液深红色，再加入1 mL，0.1 M抗坏血酸和1.25 mL，1%氯铂酸，加热20 min，即得到双金属纳米复合材料；
（3）将步骤（1）制备的3 mg过渡金属MOF溶解于3 mL N，N-二甲基甲酰胺中，超声后加入3 mL步骤（2）制备的双金属纳米复合材料，室温下搅拌12 h后，10000 rpm，离心25min，三羟甲基氨基甲烷缓冲液清洗后超声分散于1 mL缓冲液中，即得到过渡金属MOF及双金属纳米复合材料；
（4）移取7 μL，5 mM一端含巯基的ssDNA滴加至预处理后的金电极上37℃孵育3 h，再加入6 μL，0.2 M封闭剂，孵育60 min。将7 μL，0.7 mM过渡贵金属离子溶液滴加到上述处理后的电极表面，银离子会与胞嘧啶结合使得单链DNA形成发夹结构。再将7 μL，3 μM cDNA滴加于步骤（3）制备过渡金属MOF及双金属纳米复合材料溶液中振荡孵育7 h，再将7 μL，2μM赭曲霉毒素A及其适配体混合滴加于上述处理后的电极上37℃，孵育3 h，用三羟甲基氨基甲烷缓冲液冲洗后，即完成了过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备。
实施例2
具体步骤如下：
（1）过渡金属MOF采用室温合成法制备，首先将3.0 M H3BTC溶解于80 mL无水乙醇中，再加入相同量的超纯水，将三水合硝酸铜加入至上述溶液，超声处理至溶解。然后滴加含有2 mL三乙胺15 mL环己烷溶液至溶液表面，界面处出现蓝色沉淀，静置15 h，将蓝色沉淀用适量水和乙醇洗涤数次，置于60℃真空烘箱中干燥8 h，即得到过渡金属MOF；
（2）双金属纳米复合材料采用还原法制备：首先将1%氯金酸加入到80 mL的超纯水中，磁力搅拌下加热至沸腾，然后迅速加入1 mL，1%柠檬酸钠，加热20 min至溶液深红色，再加入2 mL，0.1 M抗坏血酸和2 mL，1%氯铂酸，加热25 min，即得到双金属纳米复合材料；
（3）将步骤（1）制备的4 mg过渡金属MOF溶解于2 mL N，N-二甲基甲酰胺中，超声后加入2 mL步骤（2）制备的双金属纳米复合材料，室温下搅拌15 h后，于10000 rpm离心20min，三羟甲基氨基甲烷缓冲液清洗后超声分散于2 mL缓冲液中，即得到过渡金属MOF及双金属纳米复合材料；
（4）移取6 μL，3 mM的一端含巯基的ssDNA滴加至预处理后的金电极上37℃孵育2.5 h，再加入6 μL，0.1 M封闭剂，孵育45 min。将6 μL，0.4 mM过渡贵金属离子溶液滴加到上述处理后的电极表面，银离子会与胞嘧啶结合使得单链DNA形成发夹结构。再将5 μL，2.4μM cDNA，滴加于步骤（3）制备过渡金属MOF及双金属纳米复合材料溶液中振荡孵育6 h，再将5 μL，2.6 μM赭曲霉毒素A及其适配体混合滴加于上述处理后的电极上37℃，孵育2 h，用三羟甲基氨基甲烷缓冲液冲洗后，即完成了过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备。
所制备的电化学传感器对赭曲霉毒素A的检测具有准确度高，线性范围宽（1×10-7~4×10-4 mol/L），检测下限低（1×10-8 mol/L）的特点。同时，对实际样品（如葡萄酒、谷物制品）的检测结果表明所制备的传感器具有非常好的实际应用价值。
以上实施例只是为了说明本发明，而不是对本发明的限制。在上述说明的基础上，可以对本发明作许多改进和改变。在所附权利要求书的范围内，本发明可以有不同于上述的其它实现方式，选用其它试剂材料、调整分散时间等方法均在本发明专利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）过渡金属MOF的制备：采用室温合成法制备，首先将苯多酸金属配合物溶解于50~100 mL无水乙醇中，再加入相同量的超纯水，将水和三水合硝酸铜加入至上述溶液，超声处理至溶解；然后滴加含有1~2 mL三乙胺的10~20 mL环己烷溶液至溶液表面，界面处出现蓝色沉淀，静置10~30 h，将蓝色沉淀用适量水和乙醇洗涤数次，置于20~60℃真空烘箱中干燥5~20 h，即得到过渡金属MOF；
（2）双金属纳米复合材料的制备：采用还原法制备，首先将1%氯金酸加入到50~100 mL的超纯水中，磁力搅拌下加热至沸腾，然后迅速加入0.5~2 mL，1%柠檬酸钠，加热15~30 min至溶液深红色，再加入1~10 mL，0.1~1 M抗坏血酸和1~5 mL，1%氯铂酸，加热10~30 min，即得到双金属纳米复合材料；
（3）过渡金属MOF及双金属纳米复合材料的制备：将步骤（1）制备的1~5 mg过渡金属MOF溶解于1~5 mL酰胺类化合物中，超声后加入1~3 mL步骤（2）制备的双金属纳米复合材料，室温下搅拌5~12 h后，5000~10000 rpm，离心10~30 min，缓冲液清洗后超声分散于1 mL缓冲液中，即得到过渡金属MOF及双金属纳米复合材料；
（4）过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备：取5~10 μL，1~10mM一端含巯基的单链ssDNA滴加至预处理后的金电极上孵育37~40℃，1~5 h，再加入3~6 μL，0.1~1 mM封闭剂，孵育30~60 min；将4~10 μL，0.1~1 mM银离子溶液滴加到上述处理后的电极表面，银离子会与含氮碱基结合使得单链ssDNA形成发夹结构；再将5~10 μL 适配体的互补链cDNA，滴加于步骤（3）制备过渡金属MOF及双金属纳米复合材料溶液中振荡孵育4~8h，再将5~10 μL，1~10 μM赭曲霉毒素A及其适配体混合滴加于上述处理后的电极上，37~40℃，孵育2~4 h，缓冲液冲洗后，即完成了过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极的制备；
（5）过渡金属MOF及双金属纳米复合材料/核酸适配体/金电极为工作电极，以饱和氯化银为参比电极，铂丝电极为对电极，通过Cu MOF和银离子的响应完成对赭曲霉毒素A的检测。
2. 根据权利要求 1 所述的一种用于赭曲霉毒素 A 检测的比率型电化学传感器制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的苯多酸金属配合物为H3BTC，H3BTB，H2NDC其中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于赭曲霉毒素A检测的比率型电化学传感器制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的缓冲液为磷酸盐缓冲液，三羟甲基氨基甲烷缓冲液，邻苯二甲酸-盐酸缓冲液其中的一种或者多种，酰胺类化合物为N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二乙基乙酰胺，N，N-二甲基草酰胺其中的一种或者多种。
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