專利名稱：一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備及應(yīng)用，同時涉及了該 檢測方法對毒素檢測的通用性，屬于毒素檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，水資源中的毒素越來越多，對普
通居民的生活造成了很大的危害。2007年的無錫太湖藍藻的爆發(fā)，造成無錫市 生活用水以及飲用水大面積被污染，對普通市民的生活造成很大的不便，對人 民群眾的身體健康造成了很大的危害。2009年江蘇鹽城的生活水源由于化工廠 的污染，迫使當(dāng)?shù)囟鄠€區(qū)的居民用水大面積停水。水資源的污染不僅對居民的 生活帶來不便，更為嚴(yán)重的是水中的毒素污染物對人民群眾的身體健康帶來了 威脅。因此，對水資源的質(zhì)量進行實時地監(jiān)控顯得尤為重要。傳統(tǒng)的方法如 ELISA，氣相色譜法等雖能夠靈敏地檢測出水中的毒素污染物，但檢測時間相對 較長，己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能起到滿足及時預(yù)警的作用。同時，由于傳統(tǒng)的檢測方法檢 測時間較長，因此樣品檢測數(shù)量相對有限，達不到高通量檢測的標(biāo)準(zhǔn)。在這樣 的條件下，發(fā)明出一種新型快速靈敏毒素傳感器及相應(yīng)的檢測方法顯得尤為重 要。納米材料是一種新型的具有特定功能的材料，基于納米材料的自身的特性, 建立相應(yīng)的具有檢測速度快，靈敏度高的檢測方法的研究日益成為研究重點。 碳納米管自1991年被日本科學(xué)家Ijima發(fā)現(xiàn)以來，由于其特有的結(jié)構(gòu)特點及導(dǎo)電 性能， 一直受到人們的高度重視，基于碳納米管的傳感器的研制也層出不窮。 但由于制備成本高，使用方法難度高等原因，限制了研發(fā)的傳感器的實際推廣 應(yīng)用。為了克服上述的缺點，研發(fā)經(jīng)濟、易于推廣應(yīng)用型毒素傳感器，本發(fā)明 首次以碳納米管及實驗濾紙為材料，利用碳納米管對濾紙進行dip-dry包裹，在 包裹的過程中加入藍藻毒素MC-LR的抗體，制備可以響應(yīng)藍藻毒素的快速高靈 敏傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備一種能夠快速、高靈敏地檢測水中藍藻毒素的經(jīng)濟推 廣型傳感器。
本發(fā)明的目的之二是建立基于制備的藍藻毒素傳感器的快速、高靈敏檢測 方法及技術(shù)指標(biāo)。
本發(fā)明的目的之三是在發(fā)明目的一、二的基礎(chǔ)之上，建立通用型毒素傳感 器的制備及檢測技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案
1、基于dip-dry技術(shù)制備藍藻毒素碳納米管紙質(zhì)檢測傳感器。 一種藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法，制備步驟為
(1) 碳納米管聚(苯乙烯磺酸鈉)PSS溶液的制備將PSS分散于水溶液
中得到質(zhì)量濃度5%-20%的PSS水溶液；將水溶性碳納米管分散于PSS水溶液 中，得到碳納米管濃度30-60 mg/mL的碳納米管PSS溶液，超聲處理過夜；
(2) 將一定濃度的藍藻毒素MC-LR抗體溶液，加入到上述制備的碳納米 管PSS溶液中，得到MC-LR抗體終濃度5-30 |ig/mL的抗體-碳納米管PSS溶液；
(3) 將固定長寬度5 cmx0.5 cm的濾紙浸入到抗體-碳納米管PSS溶液中， 放置10-30分鐘后取出，4X:-37'C低溫干燥，定義該操作為一個循環(huán)；再次將干 燥后的濾紙放入到抗體-碳納米管PSS溶液中放置10-30分鐘后取出，干燥；反 復(fù)循環(huán)操作10-20個循環(huán)后，干燥后低溫保存待用，即制得藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳 感器。
2、 建立基于碳納米管紙質(zhì)傳感器導(dǎo)電能力變化的快速高靈敏檢測方法。 所制備的藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法
(1) 以所制備的藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器為工作電極，Pt電極為對電極， 飽和甘汞電極為參比電極在電化學(xué)工作站的控制下，紀(jì)錄隨著時間流經(jīng)工作電 極的電流，即i-t曲線；體系為pH7.4磷酸鹽PBS緩沖溶液，37-C下進行的檢測；
(2) 逐次向體系中加入終濃度為0.156 nmol/L， 0.313 nmol/L， 0.625 nmol/L， 1.25 nmol/L, 2.5 nmol/L, 5 nmol/L, 10 nmol/L， 20誰ol/L， 40 nmol/L， 100腿ol/L 的MC-LR系列溶液，分別紀(jì)錄每次的i-t曲線；
(3) 以每次紀(jì)錄的i-t曲線的穩(wěn)定電流值為標(biāo)準(zhǔn)，尋找電流-MC-LR濃度之 間對應(yīng)的關(guān)系，建立檢測MC-LR的電流-MC-LR濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；
(4) 在相同的條件下，檢測樣品液的穩(wěn)定電流值，與所建立的電流-MC-LR 濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的MC-LR的含量。
3、 通過對毒素傳感器制備過程中使用的抗體的種類的改變，建立通用型毒 素紙質(zhì)傳感器的制備及檢測方法。
一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法，更換藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感 器制備方法的步驟(2)中使用抗體的種類，改用赭曲霉素抗體，黃曲霉素抗體 或抗生素慶大霉素抗體，用藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法相同的條件， 制備針對對應(yīng)毒素檢測用的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器。
所制備的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法，以所制備的通用型毒素 紙質(zhì)檢測傳感器為工作電極；以通用型毒素更換MC-LR系列溶液；用藍藻毒素 紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法相同的條件，建立檢測通用型毒素的電流-毒素濃度 標(biāo)準(zhǔn)曲線；檢測樣品液的穩(wěn)定電流值，與所建立的電流-毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的通用型毒素的含量；
所述通用型毒素分別為赭曲霉素，黃曲霉素或抗生素慶大霉素。 本發(fā)明的有益效果提供一種通用型毒素快速、方便、高靈敏紙質(zhì)傳感器
的制備及使用方法，從而應(yīng)用于水中毒素的快速靈敏檢測。


圖1制得的藍藻毒素MC-LR傳感器的實景照片。0、 1、 2、 5、 10、 13表示 濾紙浸入到抗體-碳納米管PSS溶液中放置、低溫干燥的循環(huán)操作次數(shù)。
圖2基于制備的MC-LR傳感器的檢測i-t信號曲線。
圖3基于制備的MC-LR傳感器的檢測結(jié)果的電流-MC-LR濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。 具體實施方案
以下通過實施例來對本發(fā)明予以進一步的說明(實施例中所用試劑為化學(xué) 純)，需要注意的是下面的實施例僅用作舉例說明，本發(fā)明內(nèi)容并不局限于此。 實施例1制備藍藻毒素碳納米管紙質(zhì)傳感器
1. 碳納米管PSS溶液的制備:將PSS分散于水溶液中得到質(zhì)量濃度5%-20% 的PSS水溶液。將水溶性碳納米管分散于PSS水溶液中，得到碳納米管濃度30-60 mg/mL的碳納米管PSS溶液，在超聲儀中在100W， 40KHz功率下超聲處理過夜。
2. 將一定濃度的MC-LR抗體溶液，加入到上述制備的碳納米管PSS溶液 中，得到MC-LR抗體終濃度5-30 pg/mL的抗體-碳納米管PSS溶液。
3. 將固定長寬度(5 cmx0.5 cm)的濾紙(取直徑為18cm的定性濾紙，杭州新華 紙業(yè)有限公司)浸入到抗體-碳納米管PSS溶液中，并放置10-30分鐘后取出，4 'C-37。C低溫干燥，定義該操作為一個循環(huán)。再次將干燥后的濾紙放入到抗體-碳納米管PSS溶液中放置10-30分鐘后取出，干燥。反復(fù)循環(huán)操作到10-20循環(huán) 后，干燥后低溫保存待用。即制得藍藻毒素碳納米管紙質(zhì)傳感器。
實施例2毒素的快速高靈敏檢測方法
1. 以上述制備的碳納米管紙質(zhì)傳感器為工作電極，Pt電極為對電極，飽和甘 汞電極為參比電極在電化學(xué)工作站的控制下，紀(jì)錄隨著時間流經(jīng)工作電極的電 流，即i-t曲線。
2. 優(yōu)化檢測體系中使用的緩沖溶液，使在特定的緩沖溶液磷酸鹽緩沖溶液 PBS中響應(yīng)信號最強。
3. 優(yōu)化檢測體系的緩沖溶液的pH值，使在特定的pH 7.4的PBS條件下， 傳感器的響應(yīng)信號最強。
4. 優(yōu)化檢測體系進行的溫度，使在特定的溫度37。C下進行的檢測，傳感器 具有最強的響應(yīng)信號。
5. 逐次向體系中加入終濃度為0.156 nmol/L, 0.313 nmol/L, 0.625 nmol/L， 1.25 nmol/L, 2.5 nmol/L, 5腦ol/L， 10 nmol/L， 20 nmol/L， 40 nmol/L， 100 nmol/L的MC-LR系列溶液，分別紀(jì)錄每次的i-t曲線。
6.以每次紀(jì)錄的i-t曲線的穩(wěn)定電流值為標(biāo)準(zhǔn)，尋找電流-MC-LR濃度之間 對應(yīng)的關(guān)系，建立檢測的電流-MC-LR濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。
7在相同的條件下，檢測樣品液的穩(wěn)定電流值，與所建立的電流-MC-LR濃 度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的MC-LR的含量。
實施例3
更換實施例1的步驟2中使用抗體的種類(如赭曲霉素抗體，黃曲霉素抗 體，抗生素慶大霉素抗體等等)，制備針對不同毒素的傳感器，建立通用型傳感 器的制備技術(shù)。
優(yōu)化通用型傳感器的檢測條件，建立通用型傳感器的檢測方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 以所制備的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器為工作電極，以通用型毒素更換 MC-LR系列溶液，用藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法相同的條件，建立檢 測通用型毒素的電流-毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；檢測樣品液的穩(wěn)定電流值，與所建立 的電流-毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的通用型毒素的含量。 所述通用型毒素分別為赭曲霉素，黃曲霉素或抗生素慶大霉素等。
權(quán)利要求
1、一種藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法，其特征是，制備步驟為(1)碳納米管聚(苯乙烯磺酸鈉)PSS溶液的制備將PSS分散于水溶液中得到質(zhì)量濃度5％-20％的PSS水溶液；將水溶性碳納米管分散于PSS水溶液中，得到碳納米管濃度30-60mg/mL的碳納米管PSS溶液，超聲處理過夜；(2)將一定濃度的藍藻毒素MC-LR抗體溶液，加入到上述制備的碳納米管PSS溶液中，得到MC-LR抗體終濃度5-30μg/mL的抗體-碳納米管PSS溶液；(3)將固定長寬度5cm×0.5cm的濾紙浸入到抗體-碳納米管PSS溶液中，放置10-30分鐘后取出，4℃-37℃低溫干燥，定義該操作為一個循環(huán)；再次將干燥后的濾紙放入到抗體-碳納米管PSS溶液中放置10-30分鐘后取出，干燥；反復(fù)循環(huán)操作10-20個循環(huán)后，干燥后低溫保存待用，即制得藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器。
2、 一種權(quán)利要求1所述方法制備的藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法， 其特征是(1) 以所制備的藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器為工作電極，Pt電極為對電極， 飽和甘汞電極為參比電極在電化學(xué)工作站的控制下，紀(jì)錄隨著時間流經(jīng)工作電 極的電流，即i-t曲線；體系為pH7.4磷酸鹽PBS緩沖溶液，37'C下進行的檢測；(2) 逐次向體系中加入終濃度為0.156 nmol/L， 0.313 nmol/L， 0.625 nmol/L， 1.25 nmol/L, 2.5 nmol/L, 5 nmol/L， 10 nmol/L, 20 nmol/L， 40 nmol/L， 100 nmol/L 的MC-LR系列溶液，分別紀(jì)錄每次的i-t曲線；(3) 以每次紀(jì)錄的i-t曲線的穩(wěn)定電流值為標(biāo)準(zhǔn)，尋找電流-MC-LR濃度之 間對應(yīng)的關(guān)系，建立檢測MC-LR的電流-MC-LR濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；(4) 在相同的條件下，檢測樣品液的穩(wěn)定電流值，與所建立的電流-MC-LR 濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的MC-LR的含量。
3、 一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法，其特征是，更換權(quán)利要求 1的步驟(2)中使用抗體的種類，改用赭曲霉素抗體，黃曲霉素抗體或抗生素 慶大霉素抗體，用權(quán)利要求1藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備方法相同的條件， 制備針對對應(yīng)毒素檢測用的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器。
4、 一種權(quán)利要求3所述方法制備的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法， 其特征是，以所制備的通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器為工作電極，以通用型毒素 更換MC-LR系列溶液，用權(quán)利要求2藍藻毒素紙質(zhì)檢測傳感器的檢測方法相同 的條件，建立檢測通用型毒素的電流-毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；檢測樣品液的穩(wěn)定電 流值，與所建立的電流-毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，確定檢測樣品液中的通用型毒 素的含量；所述通用型毒素分別為赭曲霉素，黃曲霉素或抗生素慶大霉素。
全文摘要
一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備及應(yīng)用，屬于毒素檢測技術(shù)領(lǐng)域。在本發(fā)明的毒素紙質(zhì)檢測傳感器的制備過程中，利用納米功能材料碳納米管對傳統(tǒng)的濾紙通過Dip-Dry技術(shù)進行包裹，在此過程中將藍藻毒素MC-LR的抗體加到包裹溶液中，從而制備得到能夠特異性地檢測藍藻毒素的紙質(zhì)檢測傳感器。檢測靈敏度為0.6ng/mL滿足WHO對日常飲水中MC-LR的限量要求，與傳統(tǒng)的ELISA方法比較，具有相當(dāng)?shù)臋z測靈敏度，但整個檢測過程不超過0.5小時，檢測時間大大縮短，在保證檢測質(zhì)量的同時，顯著地提高了檢測效率。本發(fā)明為通用型檢測方法，只要將傳感器制備過程中所加的抗體進行更換，就可以方便地制得針對所加抗體對應(yīng)的另一種通用型毒素紙質(zhì)檢測傳感器。
文檔編號G01N27/403GK101620200SQ200910183680
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者劉麗強, 孫鳳霞, 尼古拉斯·科托夫, 彭池方, 朱穎越, 胡擁明, 胥傳來, 許定花, 偉 陳 申請人:江南大學(xué)