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专利号: 2023117297851
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤如下:

(1)rGO‑AuNPs纳米材料的制备:将氯金酸溶液加入还原氧化石墨烯分散液中,磁力搅拌后离心移除上清液,收集沉淀物用超纯水洗涤离心,得到洗涤后的产物即为rGO‑AuNPs纳米复合材料;最后,将得到的rGO‑AuNPs纳米复合材料重新分散在水中,得到rGO‑AuNPs纳米复合材料分散液;

(2)g‑C3N4‑rGO纳米材料的制备:将三聚氰胺与还原氧化石墨烯混合研磨后得到混合物,将混合物置于氮气气氛下进行煅烧,随后冷却至室温,得到g‑C3N4‑rGO纳米复合材料;最后,将得到的g‑C3N4‑rGO纳米复合材料超声分散在水中,得到g‑C3N4‑rGO纳米复合材料分散液;

(3)dSDNA‑MB的制备:靶标适配体记为Apt;靶标适配体的互补长链记为Primer,Primer互补短链记为ssDNA;

将Apt溶液、Primer溶液和ssDNA溶液混合后进行加热反应,反应后冷却至室温,得到Apt‑Primer‑ssDNA溶液;再加入TCEP溶液进行活化反应,然后加入亚甲基蓝溶液,经孵育后得到dSDNA‑MB溶液;

(4)用三氧化二铝粉抛光打磨玻碳电极,随后依次在无水乙醇和超纯水中超声处理,经干燥后,得到预处理后的玻碳电极;然后将步骤(1)得到的rGO‑AuNPs纳米复合材料分散液修饰到预处理后的玻碳电极表面,经干燥处理后的电极记为rGO‑AuNPs/GCE;

(5)取步骤(3)制备的dSDNA‑MB溶液修饰在上述步骤(4)制备的rGO‑AuNPs/GCE表面进行第一次孵育,孵育后进一步修饰MB溶液再次孵育,孵育后经淋洗、干燥得到的修饰电极,即为基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器,记为dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE;

(6)配制不同浓度的靶标标准液修饰在dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE表面,经孵育、淋洗、干燥后得到修饰电极,记为X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE;

然后将g‑C3N4‑rGO纳米复合材料分散液修饰在X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE表面,经孵育、淋洗、干燥后得到修饰电极,记为g‑C3N4‑rGO/X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE。

2.根据权利要求1所述的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤(1)中,所述HAuCl4溶液与rGO分散液的体积比为1:1;其中HAuCl4溶液‑1质量浓度为1%,rGO分散液的浓度为2mg mL ;磁力搅拌时间为12h;离心转速为10000rpm,‑1时间为15min;所述rGO‑AuNPs纳米复合材料分散液的浓度为1mg mL 。

3.根据权利要求1所述的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤(2)中,所述C3H6N6与rGO的质量比为24:1;所述煅烧是在真空管式炉中进行,升温时间为4h,升温速率为2~2.3℃/min,煅烧的温度为550℃,时间为4h;所述冷却‑1的时间为4~5h;所述g‑C3N4‑rGO纳米复合材料分散液的浓度为2mg mL 。

4.根据权利要求1所述的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤(3)中,所述靶标代指具有适配体的真菌毒素,包括黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素B2、黄曲霉毒素M1、赭曲霉毒素、伏马菌素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T‑2毒素以及展青霉素中的任意一种;

所述Apt溶液、Primer溶液与ssDNA溶液的浓度均为10μM,体积比为1:1:1;所述加热反应的温度为95℃,时间为10min;冷却的时间为10~20min;所述Apt‑Primer‑ssDNA溶液、TCEP溶液、亚甲基蓝溶液的体积比为60:2:7,其中TCEP溶液的浓度为10mM,MB溶液的浓度为

1mM;所述活化反应的温度为室温,反应时间为1h;所述孵育的温度为37℃,孵育时间为1h。

5.根据权利要求1所述的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤(4)中,所述GCE电极直径为3mm;所用的三氧化二铝粉末的粒径为0.05μm;所述超声处理时间为30s;所述rGO‑AuNPs纳米复合材料分散液的修饰量为6μL,浓度为‑1

1mg mL 。

6.根据权利要求1所述的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器的构建方法,其特征在于,步骤(5)中,所述dSDNA‑MB溶液的修饰量为6μL,浓度为2μM,第一次孵育的温度为4℃,孵育的时间为12h;所述MB溶液的修饰量为6μL,浓度为10μM,再次孵育的温度为

37℃,时间为6min;步骤(6)中,所述靶标标准液溶液的修饰量为6μL,靶标标准液的浓度为‑1

0.001~20ng mL ;所述孵育温度为37℃,孵育时间为40min;所述g‑C3N4‑rGO纳米复合材料‑1分散液的修饰量为6μL,浓度为2mg mL ,孵育温度为37℃,孵育时间为80min。

7.根据权利要求1‑6任一所述方法制备的基于功能化石墨烯的光调控电化学适配体传感器用于检测靶标物的用途,其特征在于,所述靶标物为具有适配体的真菌毒素,包括黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素B2、黄曲霉毒素M1、赭曲霉毒素、伏马菌素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T‑2毒素以及展青霉素中的任意一种;

所述检测的具体步骤如下:

(1)标准曲线的构建:

以修饰后的g‑C3N4‑rGO/X/dSDNA‑MB/rGO‑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,进行电化学检测;利用外界光源照射工作界面,并获取记录g‑C3N4‑rGO/X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE电化学信号为IMBon;以IMBon与靶标标准液浓度的对数构建标准曲线,得到的标准曲线记为YMBon;

(2)实际样品中AFB1的检测:

将靶标标准液替换为样品提取液,即将样品提取液修饰在dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE表面,经孵育、淋洗、干燥后得到修饰电极,记为X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE;然后将g‑C3N4‑rGO纳米复合材料分散液修饰在X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE表面,经孵育、淋洗、干燥后得到修饰电极,记为g‑C3N4‑rGO/X/dSDNA‑MB/rGO‑AuNPs/GCE;再按照步骤(1)的操作进行电化学检测,得到对应的IMBon值,最后将数值代入步骤(1)中所构建的标准曲线YMBon,即可获知样品中靶标物的浓度,实现未知样品中靶标物检测。

8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,步骤(2)中,所述样品提取液的修饰量为6μL;所述孵育温度为37℃,孵育时间为40min;所述g‑C3N4‑rGO纳米复合材料分散液的修饰量‑1为6μL,浓度为2mg mL ,孵育温度为37℃,孵育时间为80min。

9.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,步骤(2)中,所述电化学检测由型号为Autolab PGSTAT 302N的电化学工作站记录获取,扫描电压范围为‑0.4~0.1V,振幅为2

0.025V,频率为37Hz;所述外界光源的波长为365nm,功率是7W/cm ,光源距离工作界面的垂直距离为2cm;测试溶液为0.1M、pH=7.4的PBS缓冲液,含有终浓度为0.1M的抗坏血酸。

10.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,步骤(2)中,获取样品提取液的具体过程为:取样品破碎后浸泡在甲醇和超纯水混合液中,震荡提取上清液,随后经离心、过滤以获得样品提取液;所述样品、甲醇和超纯水的用量关系为5g:14mL:6mL;所述震荡提取的时间为1h;所述离心的转速为8000rpm,时间为15min;滤膜孔径为0.22μm。