一種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法及應用
【專利說明】 一種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方
法及應用
技術領域
[0001]本發明一種二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法及應用。具體是采用具有良好吸附性能的二氧化鈰空心球，制備一種檢測糧食中伏馬毒素的傳感器，屬于新型功能材料與生物傳感檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]在自然界中產生伏馬毒素的真菌主要是串珠鐮刀菌，其次是多育鐮刀菌。這兩種真菌廣泛存在于各種糧食及其制品中，因此它們產生的伏馬菌素容易污染糧食類農產品，尤其是玉米。研究發現，即使在干燥溫暖的環境中，串珠鐮刀菌是玉米中出現最頻繁的菌種之一有報道指出，伏馬菌素對人、畜不僅是一種促癌物，而且完全是一種致癌物。動物試驗和流行病學資料已表明，伏馬菌素主要損害肝腎功能，能引起馬腦白質軟化癥和豬肺水腫等，并與我國和南非部分地區高發的食道癌有關，現已引起世界范圍的廣泛注意。
[0003]目前生物傳感器已經廣泛用于各種真菌毒素的檢測，因為生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好、結構簡單、操作簡便、易于小型化、可連續、快速自動化檢測分析等一系列優點。其中，由于無標記型傳感器可以直接用于檢測抗原抗體的識別過程并且避免了標記物帶來的干擾，得到了更加廣泛的關注。
[0004]本發明將二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體水修飾到玻碳電極表面，構建無標記型傳感器。第一，二氧化鈰空心球中具有良好的吸附性能，能夠有效地負載大量亞甲基藍，提供電化學信號；第二，殼聚糖能夠有效的包覆二氧化鈰空心球表面，以防止亞甲基藍的泄漏；第三，離子液體能夠提高電子在殼聚糖中的電子傳遞速率，加速亞甲基藍和電極表面的電子轉移。該方法在檢測過程中產生了良好的電化學信號，可用于伏馬毒素的分析。該方法具有成本低、靈敏度高、特異性好、檢測快速等優點，而且制備過程較為簡單，為目前有效檢測伏馬毒素提供了新途徑。

【發明內容】

[0005]本發明的目的之一是基于二氧化鈰空心球構建無標記型生物傳感器。
[0006]本發明的目的之二是將該無標記型生物傳感器應用于伏馬毒素的高靈敏、特異性檢測。
[0007]本發明的技術方案如下
1.一種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Pm的氧化鋁粉末對玻碳電極進行拋光，分別在超純水和乙醇中超聲清洗，氮氣吹干；
(2)在電極表面滴加6μ L濃度為I ~ 2 mg/mL的二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體水溶液，干燥；
(3)繼續將6PL濃度為5 ~ 20 Pg/mL的伏馬毒素抗體溶液滴加到修飾電極表面，于4 °C冰箱中孵化1 h，清洗干凈；
(4)用3yL濃度為5 ~ 20 mg/mL的牛血清白蛋白溶液封閉非特異性活性位點，于4°C冰箱中孵化1 h，清洗干凈；
(5)將6μ L濃度為0.0001 ~ 10 ng/mL的一系列不同濃度的伏馬毒素抗原用于和抗體的特異性識別，室溫下孵化1 h，清洗干凈，于4°C冰箱中儲存備用。
[0008]二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體的制備
將0.05 ~ 0.2 g七水合二氧化鈰和0.89 ~ 0.356 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在19 mL水中，隨后加入0.5 ~ 2 mL的甲酰胺和0.05 ~ 0.2 mL的雙氧水，攪拌30 min后，將上述混合溶液轉移到反應釜中，在180°C下反應24 h，離心洗滌后干燥，得到二氧化鈰空心球；
將1 mL的1 ~ 4 mg/mL 二氧化鈰空心球水溶液和1 mL的1 ~ 4 mg/mL亞甲基藍溶液混合，震蕩12 h后離心，加入含有0.4 ~ 1.6 mL的離子液體的濃度為10 mg/mL的殼聚糖溶液，繼續震蕩1 h，離心后重新分散在1 mL的水中，得到二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體水溶液；
所述殼聚糖為羧甲基殼聚糖，所述離子液體為1- 丁基吡啶四氟硼酸鹽。
[0009]伏馬毒素的檢測方法
(1)使用電化學工作站以三電極體系進行測試，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，所制備的傳感器為工作電極，在10 mL的pH值為6.8的磷酸鹽緩沖溶液中進行測試；
(2)選擇差分脈沖伏安法對伏馬毒素抗原進行檢測，選擇在-0.6~ 0 V電壓下進行掃描，記錄電流變化；
(3)將待測樣品溶液代替伏馬毒素抗原標準溶液進行檢測。
[0010]本發明的有益成果
(1)本發明采用二氧化鈰空心球具有良好的吸附性能，能夠負載大量的亞甲基藍。
[0011](2)本發明采用的殼聚糖能夠有效包覆二氧化鈰空心球，防止亞甲基藍的泄漏。
[0012](3)本發明采用的離子液體能夠提高電子在殼聚糖中的電子傳遞速率，加速亞甲基藍和電極表面的電子轉移。
[0013](4)本發明將制備的無標記型生物傳感器用于伏馬毒素的檢測，檢測限低，線性范圍寬，可以實現簡單、快速、靈敏和特異性檢測。
【具體實施方式】
[0014]實施例1 一種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Mm的氧化鋁粉末對玻碳電極進行拋光，分別在超純水和乙醇中超聲清洗，氮氣吹干；
(2)在電極表面滴加6yL濃度為1 mg/mL的二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體水溶液，干燥；
(3)繼續將6μ?濃度為5 Pg/mL的伏馬毒素抗體溶液滴加到修飾電極表面，于4°C冰箱中孵化1 h，清洗干凈；
(4)用3μ L濃度為5 mg/mL的牛血清白蛋白溶液封閉非特異性活性位點，于4°C冰箱中孵化1 h，清洗干凈； (5)將6 μ L濃度為0.0OOl ~ 10 ng/mL的一系列不同濃度的伏馬毒素抗原用于和抗體的特異性識別，室溫下孵化I h，清洗干凈，于4°C冰箱中儲存備用。
[0015]實施例2 —種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Pm的氧化鋁粉末對玻碳電極進行拋光，分別在超純水和乙醇中超聲清洗，氮氣吹干；
(2)在電極表面滴加6μ L濃度為1.5 mg/mL的二氧化鈰空心球-亞甲基藍-殼聚糖-離子液體水溶液，干燥；
(3)繼續將6PL濃度為10 Pg/mL的伏馬毒素抗體溶液滴加到修飾電極表面，于4°C冰箱中孵化I h，清洗干凈；
(4)用3μ L濃度為10 mg/mL的牛血清白蛋白溶液封閉非特異性活性位點，于4°C冰箱中孵化I h，清洗干凈；
(5)將6μ L濃度為0.0001 ~ 10 ng/mL的一系列不同濃度的伏馬毒素抗原用于和抗體的特異性識別，室溫下孵化I h，清洗干凈，于4°C冰箱中儲存備用。
[0016]實施例3 —種基于二氧化鈰空心球構建的伏馬毒素傳感器的制備方法