[发明专利]一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器

说明书

三唑磷作为甲胺磷的替代品，是一种广谱有机农药，其广泛地用于防治虫害。然而，三唑磷具有强胃毒性和接触毒性，其残留物对环境与人类健康有着重要的影响。本发明通过采用二维纳米材料共修饰的方法固定乙酰胆碱酯酶于电极之上，提高了检测的灵敏度，实现了乙酰胆碱酯酶抑制剂三唑磷的定量检测。

技术领域

本发明属于有机磷检测领域，具体涉及一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器。

背景技术

三唑磷作为甲胺磷的替代品，是一种广谱有机农药，其广泛地用于防治虫害。然而，三唑磷具有强胃毒性和接触毒性，其残留物对环境与人类健康有着重要的影响。传统的方法包括气相色谱和高效液相色谱对有机磷农药三唑磷进行分析与测试，具有较高的灵敏度与准确性，但是耗时较久且需要大型设备。为了提高检测效率，已经开发出了包括化学发光、荧光、电化学在内的多种方法。

三唑磷对于乙酰胆碱酯酶具有抑制作用，基于乙酰胆碱酯酶的生物传感器响应快，灵敏度高，仪器简单。通过将乙酰胆碱酯酶固定于电极表面，乙酰胆碱酯酶催化底物，并产生了电化学信号。但是目前对于乙酰胆碱酯酶如何牢固的修饰在电极上的报道较少，并还未见到过石墨相氮化碳等二维纳米材料共修饰乙酰胆碱酯酶的报道。

发明内容

本发明针对以上不足，以石墨相氮化碳二维纳米材料共修饰的方式固定乙酰胆碱酯酶在电极上，实现了对乙酰胆碱酯酶抑制剂三唑磷的定量检测，方法简便、灵敏。

本发明的技术方案如下：

一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，由以下步骤制备而成：

1）制备石墨相氮化碳溶液：将石墨相氮化碳与水混合后制成悬浮液，离心除去大颗粒物取上清；

2）制备Tris–HCl缓冲液：制备含有牛血清蛋白的Tris–HCl缓冲溶液；

3） 制备乙酰胆碱酯酶溶液：将乙酰胆碱酯酶溶于步骤2得到的Tris–HCl缓冲溶液中，得到乙酰胆碱酯酶溶液；

4）传感器制备：取步骤1得到的石墨相氮化碳溶液，滴加于抛光处理过的玻碳电极表面，自然晾干后浸入半胱氨酸溶液中，随后电极再用双蒸水冲洗后滴加步骤3得到的乙酰胆碱溶液，晾干后电极用磷酸缓冲溶液清洗，得所述三唑磷生物传感器。

进一步的，上述一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，所述步骤1中石墨相氮化碳与水混合后制成悬浮液的浓度为50-150mg/ml。

进一步的，上述一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，所述步骤2中含有牛血清蛋白的Tris–HCl缓冲溶液的浓度为，每L缓冲液中含有0.1-0.3g牛血清蛋白。

进一步的，上述一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，所述步骤3中所述乙酰胆碱酯酶溶液的中乙酰胆碱酯酶的浓度范围为1-6U/ml。

进一步的，上述一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，所述步骤4中所述石墨相氮化碳溶液和所述乙酰胆碱溶液的体积相等，均为5-15µl。

进一步的，上述一种基于二维纳米材料的三唑磷生物传感器，由以下具体步骤制备而成：

S1制备石墨相氮化碳溶液：将石墨相氮化碳与水混合后制成50-150mg/L悬浮液，离心除去大颗粒物取上清；

S2制备Tris–HCl缓冲液：制备含有牛血清蛋白的Tris–HCl缓冲溶液；每L缓冲液中含有0.1-0.3g牛血清蛋白；

S3 制备乙酰胆碱酯酶溶液：将乙酰胆碱酯酶溶于步骤S2得到的Tris–HCl缓冲溶液中，得到乙酰胆碱酯酶浓度范围为2-6U/ml的乙酰胆碱酯酶溶液；