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专利号: 2022115302850
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,包含步骤如下:

(1)无标记电化学探针AQ-cDNA复合溶液的制备:

(a)首先将蒽醌用磷酸盐缓冲溶液溶解,经搅拌后得到AQ分散液;然后在AQ分散液中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺溶液活化蒽醌的羧酸基团,得到AQ活化液;

(b)将cDNA用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液溶解,得到cDNA溶液;然后将AQ活化液与cDNA溶液混合,经磁力搅拌得到AQ-cDNA复合溶液;

(2)二茂铁标记的线性适配体记为Fc-apt,亚甲基蓝标记的线性适配体记为MB-apt;将Fc-apt溶液与MB-apt溶液混合,混合后的溶液记为Fc-apt-MB-apt溶液;然后将步骤(1)的AQ-cDNA复合溶液与Fc-apt-MB-apt溶液混合,通过PCR进行扩增反应,反应后的溶液记为PCR-DNA;

(3)将玻碳电极依次用不同粒径的三氧化二铝粉末打磨,打磨后的玻碳电极分别在乙醇和水中超声后于空气中干燥,得到处理后的玻碳电极;

(4)将金纳米粒子溶液修饰在步骤(3)处理后的玻碳电极的传感界面上,修饰后的材料,记为AuNPs/GCE;

(5)将步骤(2)得到的PCR-DNA修饰在步骤(4)制备AuNPs/GCE的传感界面上,孵育固定后获得基于Fc-apt-MB-apt的双比率电化学适配体传感器,记为PCR-DNA/AuNPs/GCE;

(6)将MCH溶液修饰在步骤(5)所制得的PCR-DNA/AuNPs/GCE材料的电极表面,在室温下孵育一段时间后,得到的材料记为MCH/PCR-DNA/AuNPs/GCE;

(7)在步骤(6)所制备的MCH/PCR-DNA/AuNPs/GCE电极表面修饰含有不同浓度的Pb2+和Hg2+混合标准溶液,并在不同静电场条件下电驱动预富集Pb2+和Hg2+,富集后得到的电化学生物传感器记为Pb2+&Hg2+/MCH/PCR-DNA/AuNPs/GCE;

(8)标准曲线的构建:以步骤(7)制备得到的传感器Pb2+&Hg2+/MCH/PCR-DNA/AuNPs/GCE为工作电极,饱和Ag/AgCl电极为参比电极,铂丝电极为对电极,置于静电场中进行电化学检测,得到最终电化学检测电流值;根据检测的电流值和相对应混合标准溶液中Pb2+和Hg2+浓度的对数,分别构建得到标准曲线;

(9)实际样品中Pb2+和Hg2+的检测:首先制备样品液,将样品液滴加在步骤(6)制备得到的传感器MCH/PCR-DNA/AuNPs/GCE电极表面,置于静电场中通过电化学测试得到相应的电流值;然后将电流值代入步骤(8)构建的标准曲线,即可获知实际样品中Pb2+和Hg2+的浓度,实现实际样品中Pb2+和Hg2+的检测。

2.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(1)的(a)中,所述搅拌的时间为12h;所述AQ分散液的浓度为0.1mg mL-1,所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺溶液的浓度分别为10mM和5mM;磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.1M;所述AQ分散液、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺溶液的体积比为2:1:1;

步骤(1)的(b)中,所述cDNA溶液的浓度为2~16μM;所述AQ活化液与cDNA溶液的体积比为1~4:1;三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的浓度为0.1M;所述AQ活化液与cDNA混合后磁力搅拌的时间为2h;AQ-cDNA复合溶液中cDNA的终浓度为1~8μM。

3.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,步骤(2)中,所述Fc-apt、MB-apt的浓度均为20μM,Fc-apt与MB-apt按照1:1体积比混合;所述AQ-cDNA复合溶液与Fc-apt-MB-apt溶液混合的体积比为1:1;

所述PCR进行扩增反应一定温度条件为95℃,反应时间为2min,然后4℃快速退火10min。

4.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(3)中,所述玻碳电极的直径d=3mm;所用的三氧化二铝粉末的粒径依次为0.3μm、0.05μm;所述超声时间均为30s。

5.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(4)中,所述金纳米粒子溶液修饰的用量为6μL,浓度为5μM。

6.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(5)中,所述PCR-DNA修饰的用量为6μL,浓度为0.5~4.0μM;所述孵育的温度为4℃,孵育的时间为10~12h。

7.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(6)中,所述MCH溶液的用量为6μL,浓度为0.1M;所述孵育一段时间为40~60min。

8.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(7)中,所述混合标准溶液中Pb2+和Hg2+的浓度均为1×10-13~1×10-8M,所述含有不同浓度的Pb2+和Hg2+混合标准溶液的修饰用量为6μL;

所述在不同静电场条件下电驱动预富集的具体步骤:在0~3V静电场中预富集10~60min。

9.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(8)中,电化学检测的具体条件为:在0.1M、pH=7.4的PBS缓冲溶液中进行测试;扫描电压范围-0.4~0.8V,振幅为0.025V,频率为25Hz;所述静电场的条件为0~3V。

10.根据权利要求1所述的基于电场调控传感界面适配体取向的Pb2+、Hg2+同时比率电化学检测方法,其特征在于,步骤(9)中,电化学测试的具体条件为:在0.1M、pH=7.4的PBS缓冲溶液中进行测试;扫描电压范围-0.4~0.8V,振幅为0.025V,频率为25Hz;所述静电场的条件为0~3V。