[发明专利]Py-M-COF及其电化学传感器和应用

说明书

本发明公开了一种新型共价有机骨架Py‑M‑COF及其电化学传感器和应用，将1,3,6,8‑四(4‑甲酰苯基)芘溶解在二甲基亚砜中，然后加入三聚氰胺在180℃的温度条件下热浴三天，热浴过后的产物用四氢呋喃和乙醇反复洗涤后，在60℃烘箱中干燥，得到Py‑M‑COF。本发明的新型共价有机骨架Py‑M‑COF，高比表面积和多孔骨架可以为生物分子固定提供大的表界面；适体链不仅可以通过π‑π堆积和氢键作用附着在COF基质上，而且可以通过端氨基官能团与带负电的适体之间的通过静电相互作用结合；拓展的π共轭骨架结构能够促进电荷的传输，并提高检测灵敏度；Py‑M‑COF对适体链具有高的生物亲和性，对痕量抗生素的检测具有超灵敏性和选择性，对抗生素恩诺沙星的最低检测限低至6.068fg·mL^‑1。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别涉及一种新型共价有机骨架电化学传感器及其检测抗生素的应用。

背景技术

近年来，抗生素被广泛应用于医疗卫生、食品工业和畜牧业等领域，来治疗疾病和促进动物生长。在我国，抗生素的用量惊人，约占全球用量的一半，并被大量排放进入水土环境中，严重危害人体健康和生态环境。央视新闻披露，江浙沪地区逾千名儿童尿检，近6成儿童尿液中查出抗生素，其中1/4的儿童尿中检出2种以上抗生素，有的尿液样本中甚至能检出6种抗生素，并且还被检出只限用于畜禽的抗生素。如果这类成分长期存在于体内，将对儿童的生长发育造成不良影响。由于抗生素的过度使用和滥用，会对人体健康和环境造成负面影响，如器官毒性、抗生素耐药菌的出现、生态平衡的破坏，并引起细菌耐药性的出现。

诸如阿莫西林(Amoxicillin)、头孢克肟(Cefixime)、恩诺沙星(Enrofloxacin，ENR)、氨苄青霉素(Ampicillin，AMP)、金霉素(Chlortetracycline，CTC)、土霉素(Oxytetracycline，OTC)、妥布霉素(Tobramycin，TOB)等抗生素，已被广泛用于人体疾病治疗以及预防、治疗畜牧业和水产养殖业中的细菌性疾病。由于其较低的生物利用度，只有一部分抗生素可以在动物身体中代谢吸收，残留的抗生素将被排泄并释放到土壤、地表水和地下水中，导致了严重的人类健康风险和环境问题。因此，抗药性细菌的增多对消费者健康保护和医生提出了严峻的挑战。根据疾病控制和预防中心(CDC)的统计，每年在美国发生的大约23000例死亡与由抗生素耐药细菌引起的感染有关。不适当和预防性使用抗生素(特别是在动物护理领域)是常见的，并且与抗生素及其代谢产物污染环境有关。在众多抗生素中，恩诺沙星(ENR)是一种氟喹诺酮类抗生素，在畜牧业和水产养殖业中广泛用于预防和治疗细菌性疾病。因此，开发便携式、高通量和廉价的检测系统变得迫切而重要。