[发明专利]一种基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器的制备方法。属于新型纳米功能材料与生物传感分析技术领域。本发明首先在一次性可抛电极上制备了钴镍双金属氮化物纳米片阵列，利用其大的比表面积和对氨基的高吸附活性，以及聚多巴胺的氨基官能团，采用原位生长的方法，相继在钴镍双金属氮化物纳米片阵列上直接相继制备了含有电子媒介体的聚多巴胺薄膜和以杀虫脒为模板分子的分子印迹聚合物，在将模板分子洗脱以后，原来的模板分子的位置变为了空穴，即洗脱模板分子的分子印迹聚合物，由此，一种基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器便制备完成。

技术领域

本发明涉及一种电化学分析传感器的制备方法及应用。属于新型纳米功能材料与生物传感分析技术领域。

背景技术

杀虫脒又称氨苄青霉素，是一种β-内酰胺类抗生素，为半合成广谱青霉素，可治疗多种细菌感染。适应症包含呼吸道感染、泌尿道感染、脑膜炎、沙门氏菌感染症，以及心内膜炎。由于其使用方便、成本低廉，多用于治疗鸡敏感菌引起的感染性疾病，如大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、葡萄球菌和链球菌感染等。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，氨苄青霉素在3类致癌物清单中。因此，开发一种快速、高选择性和灵敏检测杀虫脒的方法对公共健康非常重要，并有广阔的市场应用前景。

分子印迹电化学传感器具有高特异性选择性、优异的稳定性、优异的重现性、宽检测范围和底部检测限。由于该传感器制备简单、检测方便、灵敏度高、成本低等优点被广泛应用于色谱分离、膜分、固相萃取、药物控释、化学传感等领域。分子印迹聚合物（MIP），也称为“塑料抗体”，能够特异性识别并选择性吸附特定的靶分子（即模板分子）。由于分子印迹技术具有许多优点，如有机试剂耐腐蚀性，良好的稳定性，耐高温性和制备简单。因此，在过去的几年中，基于MIP与电化学传感器相结合的MIP电化学传感器（MIP-ECS）引起了电分析化学领域的热点关注，尤其是小分子污染物的检测。然而，在传统MIP-ECS的制备过程中，有着模板分子难洗脱、印迹膜的厚度难控制、再生性差等缺点，限制了分子印迹膜在电化学传感器中的应用。这些问题，尤其是分子印迹膜厚度不易控制导致电化学传感器灵敏度降低以及分子印迹膜在洗脱过程中易从电极表面脱落导致稳定性和重现性降低的技术难题，限制了MIP_ECS的应用，因此，寻找新的分子印迹聚合物合成方法、新的分子印迹膜电极的修饰方法和分子印迹膜与基底材料的结合方法，来解决MIP-ECS的制备及应用难题具有重要的研究意义和市场价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特异性强、制备简单、检测方便、灵敏度高、成本低的基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器的制备方法，所制备的电化学传感电极，制备简单、重现性好、稳定性强，可作为电化学传感器用于杀虫脒的快速、灵敏检测。基于此目的，本发明首先在一次性可抛电极上制备了钴镍双金属氮化物纳米片阵列，利用其大的比表面积和对氨基的高吸附活性，以及聚多巴胺的氨基官能团，采用原位生长的方法，相继在钴镍双金属氮化物纳米片阵列上直接相继制备了含有电子媒介体的聚多巴胺薄膜和以杀虫脒为模板分子的分子印迹聚合物，在将模板分子洗脱以后，原来的模板分子的位置变为了空穴，即洗脱模板分子的分子印迹聚合物，由此，一种基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器便制备完成。当用于对杀虫脒进行检测时，将基于钴基氮化物纳米阵列的杀虫脒传感器插入待测溶液中，待测溶液中的杀虫脒会吸附到NIP的空穴中。待测溶液中的杀虫脒浓度越大，吸附到NIP的空穴中杀虫脒越多。当进行电化学检测时，检测电流的强度会随着吸附到NIP的空穴中杀虫脒的增多而变小，从而根据电流强度减小的程度，能够定性定量待测溶液中的杀虫脒的浓度。

本发明采用的技术方案如下：