一種用于啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法和檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法和檢測(cè)方法，屬于化學(xué)分析測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前農(nóng)藥殘留問(wèn)題引起了人們的廣泛關(guān)注，因其已危及了人類健康和導(dǎo)致環(huán)境污染。啶蟲(chóng)脒作為一種新煙堿類殺蟲(chóng)劑已成為有機(jī)磷農(nóng)藥或其他常見(jiàn)農(nóng)藥的替代品，然而其廣泛使用仍然成為人類健康的潛在危害物質(zhì)之一。目前檢測(cè)啶蟲(chóng)脒的方法有:氣、液相色譜法、比色適體傳感器、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法和電化學(xué)法等。然而，每種方法都會(huì)存在如下的一種或多種缺點(diǎn):設(shè)備昂貴、方法復(fù)雜、穩(wěn)定性差、耗時(shí)、靈敏度不高、選擇性一般等。因此，尋求方便、簡(jiǎn)便、快速、超靈敏以及高特異性的啶蟲(chóng)脒分析法引起分析工作者的興趣。
[0003]光電化學(xué)檢測(cè)是一種新穎的測(cè)試方法，該方法是基于光激發(fā)光電信標(biāo)導(dǎo)致電子-空穴對(duì)的分離，在合適的偏電位條件下，實(shí)現(xiàn)電子在分析物、半導(dǎo)體、及探針?lè)肿娱g快速傳遞，從而形成光電流，分析物的存在能夠定量地影響光電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的光電化學(xué)檢測(cè)。就光電信標(biāo)而言，目前的設(shè)計(jì)體系主要基于單一的半導(dǎo)體，例如:納米二氧化鈦、硫化鎘、砸化鎘、碲化鎘、吡啶釕、聚噻吩衍生物等。然而，單一的半導(dǎo)體由于光生電子對(duì)易復(fù)合，從而抑制光電信號(hào)的產(chǎn)生及進(jìn)一步地影響光電化學(xué)檢測(cè)靈敏度。最近，能夠促進(jìn)載流子有效分離的異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體和局域表面等離子體技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用于光電化學(xué)傳感，然而這些方法具有合成方法復(fù)雜，周期長(zhǎng)，成本高等特點(diǎn)。因此，尋求一步合成摻雜半導(dǎo)體作為光電新標(biāo)，且過(guò)渡金屬離子的摻入能夠有效地促進(jìn)載流子對(duì)的有效分離，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、成本低等特點(diǎn)。此技術(shù)是構(gòu)建簡(jiǎn)便、快速、超靈敏、高特異性和環(huán)境友好光電化學(xué)傳感器的努力方向。而現(xiàn)有技術(shù)中還未公開(kāi)啶蟲(chóng)脒光電化學(xué)檢測(cè)方法的報(bào)道，啶蟲(chóng)脒的光電化學(xué)檢測(cè)方法仍是目前技術(shù)層面上的空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器進(jìn)行啶蟲(chóng)脒定量檢測(cè)的檢測(cè)方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種用于啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法，包括如下步驟:
[0007](I)在乙醇中調(diào)節(jié)Zn (Ac)2.2H20和Co (Ac)2.4H20的摩爾比，使得Co2+與Zn 2+的摩爾比為0.5?4.0%，(下文中涉及的Co2+摩爾比均指Co 2+與Zn 2+的摩爾比例)，采用水熱合成法制備鈷摻雜氧化鋅納米粒子；
[0008](2)對(duì)ITO導(dǎo)電玻璃進(jìn)行清洗、沖洗操作并在室溫下晾干；
[0009](3)將鈷摻雜氧化鋅納米粒子分散到水中制備成懸浮液，滴至ITO電極表面，制成鈷摻雜納米氧化鋅薄膜；
[0010](4)將濃度為I?3nmol.L 1啶蟲(chóng)脒核酸適配體覆蓋在鈷摻雜納米氧化鋅薄膜的表面，制備核酸適配體基鈷摻雜氧化鋅光電化學(xué)傳感器。
[0011]優(yōu)選地，所述鈷摻雜氧化鋅納米粒子的制備方法具體為:先將50ml Imol.L 1的NaOH溶液逐滴加入100ml Co2+與Zn 2+的摩爾比為0.5?4.0 %的Zn(Ac) 2.2H20和Co(Ac)2.4H20溶液中，在室溫下磁力攪拌反應(yīng)30?60分鐘；然后將混合液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中繼續(xù)在110?130°C條件下加熱2小時(shí)，冷卻至室溫；最后離心收集沉淀物，用無(wú)水乙醇和純水交叉洗滌沉淀物3?5次，洗滌后的沉淀物在110?130°C條件下干燥。
[0012]優(yōu)選地，步驟⑴中所述Co2+摩爾比為1%，在該比例下產(chǎn)生的光電流最大。
[0013]優(yōu)選地，步驟⑵中對(duì)ITO導(dǎo)電玻璃進(jìn)行清洗使用的清洗劑為氨水、雙氧水和水體積比為I?3:1?3:50的混合溶劑。
[0014]優(yōu)選地，步驟(3)中所述鈷摻雜氧化鋅納米粒子懸浮液的濃度為0.8?
1.2mg.ml 1O
[0015]優(yōu)選地，步驟(3)中所述鈷摻雜納米氧化鋅薄膜的制備方法為:將20 μ L的鈷摻雜氧化鋅懸浮液滴至ITO電極表面，形成直徑為5_的圓斑，在飽和氣氛中晾干后得到均勻的薄膜，將薄膜在250?350°C條件下熱處理I小時(shí)，冷卻至室溫，得到鈷摻雜納米氧化鋅薄膜。
[0016]優(yōu)選地，步驟(4)中所述核酸適配體基鈷摻雜氧化鋅光電化學(xué)傳感器的制備方法為:將10 μ L濃度為I?3nmol.L 1的啶蟲(chóng)脒核酸適配體覆蓋在鈷摻雜納米氧化鋅薄膜的表面，在35?40°C條件下溫育30分鐘，然后用磷酸鹽緩沖液洗去結(jié)合不牢的啶蟲(chóng)脒核酸適配體，得到核酸適配體基鈷摻雜氧化鋅光電化學(xué)傳感器。
[0017]步驟(4)中所述核酸適配體的堿基序列為:
[0018]5’-TGTAATTTGTCTGCAGCGGTTCTTGATCGCTGACACCAT ATTATGAAGA-3’ 。
[0019]本發(fā)明中所述的用于啶蟲(chóng)脒檢測(cè)的光電化學(xué)傳感器的檢測(cè)方法包括如下步驟:
[0020](I)以啶蟲(chóng)脒核酸適配體修飾的鈷摻雜氧化鋅電極為光陽(yáng)極，建立核酸適配體基光電化學(xué)法定量檢測(cè)啶蟲(chóng)脒；
[0021](2)將上述光陽(yáng)極置于pH為7的磷酸鹽緩沖液中，緩沖液中加入0.1mol.L皮素和啶蟲(chóng)脒進(jìn)行測(cè)試，記錄加入啶蟲(chóng)脒前后鈷摻雜氧化鋅基光陽(yáng)極的電流變化；
[0022](3)根據(jù)擬定的啶蟲(chóng)脒濃度-光電流定量關(guān)系方程，測(cè)算待測(cè)藥物中啶蟲(chóng)脒的濃度。
[0023]優(yōu)選地，步驟(3)中加入的槲皮素的體積范圍為30 μ L?150 μ L0
[0024]檢測(cè)結(jié)果顯示，隨著被測(cè)物啶蟲(chóng)脒濃度的增大，光電流呈減小趨勢(shì)，并在一定濃度范圍內(nèi)有線性關(guān)系。啶蟲(chóng)脒存在條件下，核酸適配體特異性地結(jié)合啶蟲(chóng)脒，使得電極表面電阻增大，導(dǎo)致槲皮素很難到達(dá)電極表面，所以其光電流下降，根據(jù)光電流下降的程度可推算出啶蟲(chóng)脒的濃度。
[0025]有益效果:⑴本發(fā)明采用一步法合成超細(xì)粒徑的Co2+摻雜納米氧化鋅作為光電信標(biāo)，并通過(guò)調(diào)控?fù)诫s劑Co2+的比例，使Co2+摩爾比為0.5?4.0 %，制備出性能優(yōu)異的光電信標(biāo)，提高光電化學(xué)檢測(cè)靈敏度，尤其是當(dāng)Co2+的摩爾比為1%時(shí)，光電流最大，能夠通過(guò)光電流的變化對(duì)啶蟲(chóng)脒濃度進(jìn)行有效檢測(cè)；(2)本發(fā)明中制備啶蟲(chóng)脒核酸適配體基鈷摻雜氧化鋅光電化學(xué)傳感器所用的設(shè)備簡(jiǎn)單，也沒(méi)有復(fù)雜的樣品處理過(guò)程，具有成本低，易制作，效率高的優(yōu)點(diǎn)。(3)本發(fā)明的檢測(cè)機(jī)理是基于啶蟲(chóng)脒與其對(duì)應(yīng)核酸適配體的特異性作用，且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)鑒定，排除了其他常見(jiàn)藥物的干擾，提高其光電化學(xué)法檢測(cè)的選擇性。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為啶蟲(chóng)脒核酸適配體基光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建示意圖；
[0027]圖2為氧化鋅納米粒子(A)和I %摩爾比鈷摻雜氧化鋅納米粒子(B)的透射電鏡照片；
[0028]圖3為氧化鋅納米粒子(a)和I %摩爾比鈷摻雜氧化鋅納米粒子(b)的X-射線衍射圖(A)和紫外-可見(jiàn)漫反射光譜圖(B);圖(B)中插圖左側(cè)為氧化鋅納米粒子，右側(cè)為I %摩爾比鈷摻雜氧化鋅納米粒子懸浮液；
[0029]圖4為I %摩爾比鈷摻雜氧化鋅納米粒子㈧的X-射線光電子能譜總圖，(B、C、D、E)分別為鋅、鈷、炭、氧各自化學(xué)態(tài)的X-射線光電子能譜圖；
[0030]圖5 為不同 Co2+摩爾比(a，b, c, d，e，f，g 分別代表(0%,0.5%, 1.0%, 1.5%,
2.0%,3.0%,4.0% )摻雜納米氧化鋅的光電流曲線㈧；不同體積(a，b，c，d，e分別代表30 μ L，50 μ L，70 μ L，100 μ L，150 μ L) 0.1mol L 1槲皮素敏化I %摩爾比鈷雜氧化鋅光電流曲線；
[0031]圖6為不同光電極(a, b為氧化鋅光電極；c，d為鈷雜氧化鋅電極；e，f為啶蟲(chóng)脒核