CN114910534B - 一种近红外光电化学传感平台的构建方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测大肠杆菌O157:H7的近红外光电化学(NIR PEC)传感平台的构建方法,包括以下步骤:S1,制备复合物NH2‑AgBiS2/MAb1:S2,制备光电化学(PEC)探针NH2‑Cu2O/PAb2:S3,制备工作电极:将复合物NH2‑AgBiS2/MAb1、牛血清白蛋白(BSA)、大肠杆菌O157:H7、光电化学探针NH2‑Cu2O/PAb2依次固定于工作电极表面;S4,大肠杆菌O157:H7的PEC检测:将包括工作电极的三电极系统与电化学分析仪连接,检测工作电极在980nm近红外光激发下的光电信号,光电信号包括大肠杆菌O157:H7诱导形成Z型异质结AgBiS2/Cu2O导致的光电流极性翻转信号。上述方案基于具有更宽光吸收范围、更快光生载流子迁移速率、更高光电流响应的新型Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的NIR PEC传感平台,可实现对大肠杆菌O157:H7的快速即时检测。
Description
技术领域
本发明属于食源性致病菌检测领域,具体涉及一种基于光电流极性翻转型传感策略检测大肠杆菌O157:H7的方法。
背景技术
大肠杆菌O157:H7是一种可引起多种食源性疾病爆发的病原体,主要通过污染肉类、乳制品、新鲜农产品和水源,间接传播给人类宿主。根据相关研究发现,人类感染大肠杆菌O157:H7的剂量低至10个活细胞,感染后经常会引起出血性结肠炎,表现出轻微或出血性腹泻、腹部绞痛等临床症状,严重时可能会引发危及生命的并发症,如溶血性尿毒综合征和血栓性血小板减少性紫癜,对人类的身体健康构成了严重威胁。
目前关于大肠杆菌O157:H7的检测技术有很多,传统的培养法作为食源性致病菌检测的金标准,是通过微生物在选择培养基上的生长和纯菌落的分离,并基于生长微生物的定量和定性数据进行鉴定,从而准确地检测食源性致病菌。尽管常规培养法非常准确,但操作繁琐、耗时耗力,周期长,初步结果需要2~3天,确证鉴定结果需要7~10天,且需要专门的实验操作人员。为了实现快速检测的目的,已经开发了各种方法,例如聚合酶链反应(PCR)、流式细胞术、酶联免疫吸附测定(ELISA)以及免疫磁分离技术等。然而上述方法存在设备昂贵、技术要求高、酶稳定性差等缺点,限制了它们的进一步应用。
光电化学(PEC)传感是一种基于物质的光电转换特性确定待测物浓度的检测方法,具有背景噪声低、灵敏度高和操作简单等优点。然而在PEC检测过程中,由于复杂样品或检测基质中可能存在氧化或还原干扰,导致光电流的增加或减少,造成假阳性或假阴性信号。起源于绿色植物光合作用的Z型异质结,因其特殊的类似于字母“Z”的电荷载流子转移路径,从而具有高效的载流子分离能力和较强的氧化还原能力。研究人员提出了一种新型PEC传感策略即光电流极性翻转型传感,只有目标物的存在才能使光电流极性发生翻转,因而能够有效消除假阳性或假阴性信号,从而实现对目标物的精确测量。
现有技术中,绝大多数极性翻转型PEC传感平台主要是基于无机半导体材料(如CdS QDs、CdTe QD)构建的,虽然无机半导体具有较高的光电转换效率,但其光吸收范围主要集中在紫外-可见(UV-Vis)光区,高能光子可能对生物分子和传感系统造成损害,严重干扰检测信号。相反,近红外(NIR)光可以避免对组织的辐射,并且具有低的光毒性和良好的生物相容性。然而,由于NIR光能量低,能够被其激发的一般是光电转换率低、稳定性差、导电性弱的有机材料。
发明内容
针对上述问题,本发明第一方面提供了一种检测大肠杆菌O157:H7的近红外光电化学传感平台的构建方法,包括以下步骤:
S1,制备复合物NH2-AgBiS2/MAb1:将氨基功能化AgBiS2(NH2-AgBiS2)和大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体(MAb1)偶联得到复合物NH2-AgBiS2/MAb1;
S2,制备光电化学探针:将氨基功能化Cu2O(NH2-Cu2O)和大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)偶联得到NH2-Cu2O/PAb2:
S3,制备工作电极:将复合物NH2-AgBiS2/MAb1、牛血清白蛋白(BSA)、大肠杆菌O157:H7、光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2依次固定于工作电极表面;
S4,大肠杆菌O157:H7的PEC检测:将包括工作电极的三电极系统与电化学分析仪连接,检测工作电极在近红外光激发下的光电信号,光电信号包括大肠杆菌O157:H7诱导形成Z型异质结AgBiS2/Cu2O导致的光电流极性翻转信号。
上述方案提出了一种基于新型Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的NIR PEC传感平台,可实现对大肠杆菌O157:H7的快速即时检测。
优选地,复合物NH2-AgBiS2/MAb1的制备包括以下步骤:
S11,将NH2-AgBiS2溶于去离子水,得到悬浮液A;将大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体(MAb1)用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液B;
S12,将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于磷酸盐缓冲溶液中,得到溶液E;
S13,将悬浮液A和溶液B、溶液E混合,进一步反应得到悬浮液F,将悬浮液F离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1。
优选地,PEC探针NH2-Cu2O/PAb2的制备包括以下步骤:
S21,将NH2-Cu2O溶于去离子水,得到悬浮液C;将大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液D;
S22,将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于磷酸盐缓冲溶液中,得到溶液E;
S23,将悬浮液C和溶液D、溶液E混合,进一步反应得到悬浮液G,将悬浮液G离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-Cu2O/PAb2。
优选地,工作电极的制备包括以下步骤:
S41,将复合物NH2-AgBiS2/MAb1的悬浮液滴在纸基工作电极表面,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;
S42,先后移取牛血清白蛋白(BSA)溶液和大肠杆菌O157:H7菌悬液于NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后均用磷酸盐缓冲液冲洗,得到目标产物大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;
S43,将光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2的悬浮液滴在大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后用磷酸盐缓冲液冲洗,得到工作电极NH2-Cu2O/PAb2/大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE。
上述方案构建的工作电极具有较好的大肠杆菌O157:H7检测性能。
进一步地,激发工作电极的近红外光波长为980nm。
优选地,NH2-AgBiS2通过高温溶剂热法制备,具体包括以下步骤:
S111,将五水和硝酸铋和硝酸银置于乙二醇中搅拌至充分溶解;
S112:将硫脲加入到S111所得的溶液中充分反应;
S113:将醋酸铵加入到S112所得的溶液中充分反应;
S114:将S113所得的溶液转移至反应釜中,于高温下充分反应;
S115:反应结束并冷却至室温后,将反应釜内衬底部的黑色产物离心并用去离子水和乙醇交替洗涤后高温真空干燥,得到目标产物NH2-AgBiS2。
优选地,NH2-Cu2O通过室温搅拌法制备,具体包括以下步骤:
S211,将柠檬酸三钠水溶液加入CuSO4水溶液中充分反应;
S212,将NaOH水溶液加入S211所得的溶液中充分反应;
S213,将抗坏血酸水溶液加入S212所得的溶液中充分反应,搅拌溶液使纳米晶体生长;
S214,将S213所得的溶液离心,收集产物并高温真空干燥,得到目标产物Cu2O;
S215,将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到S214的产物Cu2O的乙醇溶液中,置于高温下充分反应,离心收集黄褐色产物,并用水和乙醇交替洗涤后高温真空干燥,得到目标产物NH2-Cu2O。
第二方面,本发明提出一种检测大肠杆菌O157:H7的近红外光电化学的传感平台,其根据上述任一项方法构建。该平台是一类新型NIR PEC传感器,具有更强的抗干扰能力。
第三方面,本发明提出一种大肠杆菌O157:H7的检测方法,其应用上述任一项方法构建的传感平台进行检测。
本发明基于Z型异质结AgBiS2/Cu2O开发了一种光电流极性翻转型传感策略,进而构建了一种新型NIR PEC传感器用于检测大肠杆菌O157:H7。本发明提出的新型Z型异质结具有更宽光吸收范围、更快光生载流子迁移速率、更高光电流响应,所构建的NIR PEC传感平台可实现对大肠杆菌O157:H7的快速、准确检测。该方法具有操作简单快速、灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强的优势。同时,AgBiS2和Cu2O的合成简单、绿色环保且具有良好的NIRPEC性能,可以实现光毒性低、生物相容性好的NIR PEC传感。
附图说明
附图帮助进一步理解本申请。为了便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
图1为一实施例中大肠杆菌O157:H7传感平台的构建步骤;
图2为一实施例中NH2-AgBiS2和抗体MAb1偶联前后的UV-Vis吸收光谱图;
图3为一实施例中NH2-Cu2O和抗体PAb2偶联前后的UV-Vis吸收光谱图;
图4为一实施例中NH2-AgBiS2的X射线衍射(XRD)图和扫描电镜(SEM)图;
图5为一实施例中NH2-Cu2O的X射线衍射(XRD)图和扫描电镜(SEM)图;
图6为一实施例中应用基于Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的光电流极性翻转型传感平台检测不同浓度大肠杆菌O157:H7的光电流结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提出基于Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的NIR PEC传感平台实现大肠杆菌O157:H7的快速检测。p型半导体Cu2O被引入到传感平台后,和AgBiS2结合形成了Z型异质结AgBiS2/Cu2O,其电荷载流子传输路径如同字母“Z”,即AgBiS2导带处的光生电子与Cu2O价带处的光生空穴复合而湮灭,残留的光生电子主要存在于Cu2O的导带,而光生空穴主要存在AgBiS2的价带,不仅抑制了Cu2O被自身产生的光生空穴腐蚀,提高了其光稳定性,也实现了光生电子-空穴对在空间上的定向分离。因此,光电流极性发生了翻转,从阳极翻转到了阴极。根据上述原理,本发明提出了基于光电流极性翻转型传感策略检测大肠杆菌O157:H7的方法。
图1为本发明一实施例中大肠杆菌O157:H7传感平台的构建过程示意图。本实施例中,大肠杆菌O157:H7传感平台的构建包括:
S1,制备复合物NH2-AgBiS2/MAb1:将氨基功能化AgBiS2(NH2-AgBiS2)和大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体(MAb1)偶联得到复合物NH2-AgBiS2/MAb1;
S2,制备光电化学探针:将氨基功能化Cu2O(NH2-Cu2O)和大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)偶联得到NH2-Cu2O/PAb2:
S3,制备工作电极:将复合物NH2-AgBiS2/MAb1、牛血清白蛋白(BSA)、大肠杆菌O157:H7、光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2依次固定于工作电极表面;
S4,大肠杆菌O157:H7的PEC检测:将包括工作电极的三电极系统与电化学分析仪连接,检测工作电极在近红外光激发下的光电信号,光电信号包括大肠杆菌O157:H7诱导形成Z型异质结AgBiS2/Cu2O导致的光电流极性翻转信号。
另一具体实施例中,基于Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的NIR PEC传感平台检测大肠杆菌O157:H7的过程包括:
步骤S1:将NH2-AgBiS2溶于去离子水,得到悬浮液A;将大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体(MAb1)用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液B;优选的实施例中,悬浮液A的质量浓度为5mg/mL,大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体(MAb1)的质量浓度为60μg/mL,其中磷酸盐缓冲溶液的物质的量浓度为10mmol/L,pH值为7.4。
步骤S2:将NH2-Cu2O溶于去离子水,得到悬浮液C;将大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液D;优选的实施例中,悬浮液C的质量浓度为5mg/mL,大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)的质量浓度为60μg/mL,其中磷酸盐缓冲溶液的物质的量浓度为10mmol/L,pH值为7.4。
步骤S3:将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于磷酸盐缓冲溶液中,得到溶液E;优选的实施例中,溶液E的制备方法如下:称取5mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和2.5mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于100μL磷酸盐缓冲溶液(10mmol/L,pH值为7.4)。
步骤S4:将悬浮液A和溶液B、E混合,并进一步反应得到悬浮液F,将悬浮液F离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1;优选的实施例中,悬浮液A和溶液B、E混合后在25℃的恒温培养摇床中振荡反应6h(180rpm)。图2为一实施例中NH2-AgBiS2和抗体MAb1偶联前后的UV-Vis吸收光谱图。如图2所示,MAb1在280nm处有一个典型的蛋白质的特征吸收峰;单独的NH2-AgBiS2在280nm处无吸收,而当NH2-AgBiS2和MAb1通过酰胺化反应偶联并离心去除多余抗体后,复合物在280nm处出现了光吸收现象,由此可证明,复合材料NH2-AgBiS2/MAb1制备成功。
步骤S5:将悬浮液C和溶液D、E混合,并进一步反应得到悬浮液G,将悬浮液G离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-Cu2O/PAb2;优选的实施例中,悬浮液C和溶液D、E混合后在25℃的恒温培养摇床中振荡反应6h(180rpm)。图3为一实施例中NH2-Cu2O和抗体PAb2偶联前后的UV-Vis吸收光谱图。如图3所示,PAb2在280nm处有一个典型的蛋白质的特征吸收峰;单独的NH2-Cu2O在280nm处无吸收,而当NH2-Cu2O和PAb2通过酰胺化反应偶联并离心去除多余抗体后,复合物在280nm处出现了光吸收现象,由此可证明,PEC探针NH2-Cu2O/PAb2制备成功。
步骤S6:将步骤S4得到的NH2-AgBiS2/MAb1悬浮液滴在PWE表面,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;优选的实施例中,悬浮液NH2-AgBiS2/MAb1的质量浓度为5mg/mL,具体的操作步骤为移取30μL 5mg/mL悬浮液NH2-AgBiS2/MAb1滴在PWE表面于室温下完全干燥。
步骤S7:先后移取牛血清白蛋白(BSA)溶液和大肠杆菌O157:H7菌悬液于NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后均用磷酸盐缓冲液冲洗,得到目标产物大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;优选的实施例中,BSA溶液的质量分数为1%。具体的孵育步骤为移取30μL 1%BSA溶液滴在NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面室温孵育1h,之后用磷酸盐缓冲液缓慢冲洗多余的BSA,随后滴加30μL一定浓度的大肠杆菌O157:H7菌悬液室温孵育50min,并用磷酸盐缓冲液缓慢冲洗PWE表面多余的大肠杆菌O157:H7;其中磷酸盐缓冲溶液的物质的量浓度为10mmol/L,pH值为7.4。
步骤S8:将步骤S5得到的PEC探针NH2-Cu2O/PAb2悬浮液滴在大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后用磷酸盐缓冲液冲洗,得到目标产物NH2-Cu2O/PAb2/大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;优选的实施例中,悬浮液NH2-Cu2O/PAb2的质量浓度为5mg/mL。具体的孵育步骤为移取30μL 5mg/mL悬浮液NH2-Cu2O/PAb2滴在大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE电极表面室温孵育50min,之后用磷酸盐缓冲液缓慢冲洗;其中磷酸盐缓冲溶液的物质的量浓度为10mmol/L,pH值为7.4。所构建的工作电极NH2-Cu2O/PAb2/大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE在980nm NIR光激发下能够响应出优异的阴极光电流。
步骤S9:用自主搭建的便携式NIR PEC分析装置测试步骤S8得到的工作电极NH2-Cu2O/PAb2/大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE的光电行为;具体步骤为:将制备好的纸电极折叠好后置于电极适配器的凹槽内,移取50μL 0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=7.4)滴至PWE表面;随后,通过蓝牙连接便携式电化学分析仪,在980nm便携式激光器激发下(1000mW),采用计时电流法(偏置电压为-0.12V)测定光电流。
图4为一实施例中NH2-AgBiS2的X射线衍射(XRD)图和扫描电镜(SEM)图。本实施例通过简单的高温溶剂热法合成三维花状团簇的氨基功能化AgBiS2(NH2-AgBiS2),具体制备方法如下:
步骤S111:将0.97g五水和硝酸铋和0.34g硝酸银置于30mL乙二醇中搅拌至充分溶解,得到溶液A;
步骤S112:将0.46g硫脲加入到溶液A中,搅拌2h,得到溶液B;
步骤S113:将0.31g醋酸铵加入到溶液B中,搅拌至充分溶解,得到溶液C;
步骤S114:将溶液C转移至30mL反应釜中,于170℃下水热反应4h;
步骤S115:反应结束并冷却至室温后,将反应釜内衬底部的黑色产物离心并用去离子水和乙醇交替洗涤3次后,最后在60℃下真空干燥,即可得到目标产物NH2-AgBiS2。
如图4(A)所示,所制备的NH2-AgBiS2的衍射峰与标准卡片JCPDS No.89-2046的衍射峰一一对应,没有出现杂质峰,且样品的衍射峰强而尖锐,表明样品具有良好的纯度和结晶度,由此证明纯净的立方相NH2-AgBiS2制备成功;如图4(B)所示,NH2-AgBiS2是由光滑的纳米片团簇堆积而成的花状结构,平均直径约为3μm。三维花状结构可以提供更大的比表面积,有利于提高光吸收率,并增大对生物分子的固载量。
图5为一实施例中NH2-Cu2O的X射线衍射(XRD)图和扫描电镜(SEM)图。本实施例通过室温搅拌法合成立方体形貌的氨基功能化Cu2O(NH2-Cu2O),具体制备方法如下:
步骤S211:将75μL柠檬酸三钠水溶液(0.1mol/L)加入到9.3mL CuSO4水溶液中(3.2mmol/L),得到溶液A;
步骤S212:大力搅拌5min后,将0.3mL NaOH水溶液(1.0mol/L)加入到溶液A中,得到蓝色溶液B;
步骤S213:继续搅拌5min后,将0.3mL抗坏血酸水溶液(0.1mol/L)加入到溶液B中,得到橙色溶液C;
步骤S214:继续搅拌5min用于纳米晶体的生长,随后,8500rpm离心10min收集所得黄色产物并于60℃下真空干燥,得到目标产物Cu2O;
步骤S215:将228μL 3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到11.4mL Cu2O的乙醇溶液中(10mg/mL),置于70℃油浴中搅拌1.5h(500rpm),之后,离心收集黄褐色产物,并用水和乙醇交替洗涤3次后于60℃下真空干燥,即可得到目标产物NH2-Cu2O。
如图5(A)所示,所制备的NH2-Cu2O的衍射峰与标准卡片JCPDS No.78-2076的衍射峰一一对应,没有出现杂质峰,且样品的衍射峰强而尖锐,表明样品具有良好的纯度和结晶度,由此证明赤铜矿型NH2-Cu2O制备成功。如图5(B)所示,NH2-Cu2O呈现规则的立方体结构,边长约100nm左右,表面光滑、大小均一。
图6为一实施例中应用本发明提出的传感平台检测不同浓度大肠杆菌O157:H7的光电流示意图,从图6(A)可以清楚地看到,当大肠杆菌O157:H7存在时,阳极光电流瞬间被切换为阴极光电流。这是因为基于抗体-抗原间的免疫反应,连接在大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体(PAb2)上的p型半导体Cu2O被引入到传感平台,进而诱导形成Z型异质结AgBiS2/Cu2O,光电流方向实现了翻转。且阴极光电流的强度随着大肠杆菌O157:H7菌悬液浓度的增加而增强,因此可根据阴极光电流的强度对大肠杆菌O157:H7进行定量检测。如图6(B)所示,在25CFU/mL到5×107CFU/mL的浓度范围内,阴极光电流的强度与大肠杆菌O157:H7的浓度呈现良好的线性关系,线性回归方程为I=–0.309logC+0.227,相关系数R2为0.995,检出限为8CFU/mL;回归方程中I为阴极光电流的强度(μA),C为大肠杆菌O157:H7的浓度(CFU/mL)。
本发明提出了新颖的基于Z型异质结AgBiS2/Cu2O构建的光电流极性翻转型传感平台。相比于其它PEC材料,AgBiS2和Cu2O的合成简单绿色且具有良好的NIR PEC性能,可以实现光毒性低、生物相容性好的NIR PEC传感。相比于其它的大肠杆菌O157:H7检测方法,本发明实现了大肠杆菌O157:H7的现场即时检测,且具有操作简单快速、抗干扰能力强、灵敏度高、稳定性好等优点。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本申请的内容,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本申请的精神和范围内,没有做出创造性劳动的情况下,在形式上和细节上对本申请做出的各种变化,均为本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,制备复合物NH2-AgBiS2/MAb1:将氨基功能化AgBiS2(NH2-AgBiS2)和大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体MAb1偶联得到复合物NH2-AgBiS2/MAb1;
S2,制备光电化学探针:将氨基功能化Cu2O(NH2-Cu2O)和大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体PAb2偶联得到NH2-Cu2O/PAb2:
S3,制备工作电极:将所述复合物NH2-AgBiS2/MAb1、牛血清白蛋白(BSA)、大肠杆菌O157:H7和所述光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2依次固定于工作电极表面;
以及,
S4,大肠杆菌O157:H7的PEC检测:将包括所述工作电极的三电极系统与电化学分析仪连接,检测所述工作电极在近红外光激发下的光电信号,所述光电信号包括大肠杆菌O157:H7诱导形成Z型异质结AgBiS2/Cu2O导致的光电流极性翻转信号。
2.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述复合物NH2-AgBiS2/MAb1的制备包括以下步骤:
S11,将NH2-AgBiS2溶于去离子水,得到悬浮液A;将大肠杆菌O157:H7鼠单克隆抗体MAb1用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液B;
S12,将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于磷酸盐缓冲溶液中,得到溶液E;
以及,
S13,将所述悬浮液A和所述溶液B、所述溶液E混合,进一步反应得到悬浮液F,将所述悬浮液F离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1。
3.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2的制备包括以下步骤:
S21,将NH2-Cu2O溶于去离子水,得到悬浮液C;将大肠杆菌O157:H7兔多克隆抗体PAb2用磷酸盐缓冲溶液稀释,得到溶液D;
S22,将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于磷酸盐缓冲溶液中,得到溶液E;
以及,
S23,将所述悬浮液C和所述溶液D、所述溶液E混合,进一步反应得到悬浮液G,将所述悬浮液G离心后分散于磷酸盐缓冲溶液中,得到目标产物NH2-Cu2O/PAb2。
4.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述工作电极的制备包括以下步骤:
S41,将所述复合物NH2-AgBiS2/MAb1的悬浮液滴在纸基工作电极PWE表面,得到目标产物NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;
S42,先后移取牛血清白蛋白(BSA)溶液和大肠杆菌O157:H7菌悬液于NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后均用磷酸盐缓冲液冲洗,得到目标产物大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE;
以及,
S43,将所述光电化学探针NH2-Cu2O/PAb2的悬浮液滴在所述大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE表面进行孵育,之后用磷酸盐缓冲液冲洗,得到工作电极NH2-Cu2O/PAb2/大肠杆菌O157:H7/BSA/NH2-AgBiS2/MAb1/PWE。
5.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述红外光的波长为980nm。
6.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述NH2-AgBiS2通过高温溶剂热法制备,具体包括以下步骤:
S111,将五水和硝酸铋和硝酸银置于乙二醇中搅拌至充分溶解;
S112:将硫脲加入到S111所得的溶液中充分反应;
S113:将醋酸铵加入到S112所得的溶液中充分反应;
S114:将S113所得的溶液转移至反应釜中,于高温下充分反应;
以及,
S115:反应结束并冷却至室温后,将反应釜内衬底部的黑色产物离心并用去离子水和乙醇交替洗涤后高温真空干燥,得到目标产物NH2-AgBiS2。
7.根据权利要求1所述的一种近红外光电化学传感平台的构建方法,其特征在于,所述NH2-Cu2O通过室温搅拌法制备,具体包括以下步骤:
S211,将柠檬酸三钠水溶液加入CuSO4水溶液中充分反应;
S212,将NaOH水溶液加入S211所得的溶液中充分反应;
S213,将抗坏血酸水溶液加入S212所得的溶液中充分反应,搅拌溶液使纳米晶体生长;
S214,将S213所得的溶液离心,收集产物并高温真空干燥,得到目标产物Cu2O;
以及,
S215,将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到S214的产物Cu2O的乙醇溶液中,置于高温下充分反应,离心收集黄褐色产物,并用水和乙醇交替洗涤后高温真空干燥,得到目标产物NH2-Cu2O。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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