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原文传递一种监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法

专利名称：	一种监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法
摘要：	本发明属于生物传感检测技术领域，涉及一种监测谷物霉变产生的玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感的制备方法；本发明首先制备了基于宽带隙半导体氧化锌和窄带隙半导体氮杂石墨烯量子点的复合材料；然后通过引入特异性识别元件ZEN的适配体，构建了基于ZnO‑NGQDs的光电化学适配体传感器，可实现对ZEN的高灵敏、选择性分析，检测范围为1×10‑13‑1×10‑7g mL‑1，检出限为3.33×10‑14g mL‑1；本发明制备了一种灵敏度高、选择性好、可靠性高的光电化学适配体传感器用于监测谷物霉变产生的ZEN，实现对谷物霉变的早期诊断；操作简单方便。
专利类型：	发明专利
申请人：	江苏大学
发明人：	由天艳;罗莉君;李丽波;刘晓红
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T23:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911340204.9
公开号：	CN111077201A
分类号：	G01N27/30;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/30
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下： (1)首先，将柠檬酸铵加入到超纯水中，进行加热反应，反应过程中，溶液的颜色从无色变为亮黄色，再加入氢氧化钠溶液调节pH值，得到氮掺杂石墨烯量子点溶液，记为NGQDs溶液；然后将NGQDs溶液和二水合醋酸锌加入到N，N-二甲基甲酰胺中混合均匀，进行加热反应，反应结束后，在冷却至室温后，得到的产物分别用乙醇和超纯水洗涤离心三次，真空干燥，得到的氧化锌氮杂石墨烯量子点复合材料，记为ZnO-NGQDs复合材料，室温避光放置； (2)将ITO电极进行裁剪后依次在氢氧化钠溶液、超纯水和乙醇中超声，超声后晾干；再取绝缘胶带覆盖电极部分区域，并在绝缘胶带表面开设圆形孔洞； (3)将步骤(1)制备得到的ZnO-NGQDs复合材料加入水中，得到ZnO-NGQDs溶液；然后将溶液滴加到经步骤(2)处理后电极表面的圆形孔洞处，晾干，得到的产品标记为ZnO-NGQDs/ITO； (4)将N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)加入缓冲溶液中，得到含有EDC和NHS的混合溶液，滴加到步骤(3)制备的电极的圆形孔洞处，在室温条件下进行孵育，然后室温下晾干； (5)在步骤(4)得到晾干后电极表面的圆形孔洞处修饰氨基功能化的ZEN适配体，在一定温度条件下进行孵育，得到光电化学适配体传感器，标记为Apt/ZnO-NGQDs/ITO； (6)取多个步骤(5)得到的Apt/ZnO-NGQDs/ITO，分别在表面的圆形孔洞处修饰不同浓度的ZEN标准溶液，其中Apt/ZnO-NGQDs/ITO和浓度一一对应，室温下静置反应一段时间；然后，再经Tris-HCl溶液对电极进行清洗，得到的产品标记为ZEN/Apt/ZnO-NGQDs/ITO；在三电极体系中，将得到的ZEN/Apt/ZnO-NGQDs/ITO作为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝电极为对电极，在PBS缓冲溶液中，施加偏置电压，检测并记录光电流信号，建立ZEN溶液浓度和光电流信号的对应关系的标准线性曲线； (7)将霉变谷物经过处理和提取得到样品溶液，修饰在步骤(5)得到的产品Apt/ZnO-NGQDs/ITO上，进行检测获得的光电信号，然后代入步骤(6)建立的标准曲线中，得到该溶液中ZEN的浓度，从而推算霉变谷物中产生ZEN的含量，实现对谷物霉变产生的ZEN的监测。 2.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述柠檬酸铵和超纯水的用量比为2g：60mL，加热温度为180～200℃，反应时间为20～40min，氢氧化钠浓度为1mg mL-1，调节pH值为7.0；所述加热反应保持在密封且常压的环境下进行。 3.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述NGQDs溶液、二水合醋酸锌和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为1～20mg：115mg：30mL；所述反应温度为90～100℃；反应时间20～60min。 4.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述裁剪后的ITO电极是长为2cm宽为1cm的长方形氧化铟锡电极；所述氢氧化钠溶液的浓度为1M；所述圆形孔洞的直径为6～10mm。 5.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述ZnO-NGQDs溶液的浓度为2～6mg mL-1，用量为10～25μL。所述晾干的具体为红外烤灯下晾干，时间为10～20min。 6.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述混合溶液中EDC和NHS的终浓度分别为0.005M和0.01M；所述缓冲溶液为pH值为7.4的PBS溶液；所述滴加的用量为5～15μL，室温下孵育的时间为0.5～2小时。 7.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述氨基功能化的ZEN适配体的浓度为0.5～2.5μΜ，所述修饰的用量为5～20μL；所述一定温度孵育为4℃，孵育的时间为2～16小时。 8.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述Tris-HCl的pH为7.4；所述缓冲溶液为PBS溶液，浓度为0.1M，pH为7.5。 9.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述ZEN标准溶液浓度为100fg mL-1～100ng mL-1；所述室温下静置反应一段时间为10～60min；所述测试时施加的偏置电压-0.2～0.3V。 10.根据权利要求1所述的监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，对霉变谷物的处理和提取过程如下：称取1g谷物，加入5mL体积比为6:4的甲醇水溶液中，剧烈震荡20min后，将溶液用8000rpm/s离心10～15min，取上清液将其溶解在0.1M、pH为7.5的PBS缓冲溶液中，存放在4℃中以备用。
所属类别：	发明专利