[发明专利]一种基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器及其制备方法和应用

说明书

本申请属于传感器技术领域，尤其涉及一种基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器及其制备方法和应用。本申请的电化学生物传感器，包括修饰化纳米粒子和ZIF‑8金属有机骨架；修饰化纳米粒子与ZIF‑8金属有机骨架相复合；修饰化纳米粒子为4‑磺酰杯[4]芳烃pSC₄包覆在金属纳米粒子的外周。本申请还提供了制备方法：将锌源、二甲基咪唑和溶剂混合，得到ZIF‑8溶液；修饰化纳米粒子溶液与ZIF‑8溶液混合，离心后得到的沉淀为基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器；修饰化纳米粒子溶液为4‑磺酰杯[4]芳烃pSC₄和金属纳米粒子的复合物溶液。本申请的电化学生物传感器能提高检测小分子物质的灵敏度和特异性。

技术领域

本申请属于传感器技术领域，尤其涉及一种基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

小分子物质—百草枯(Paraquat，PQ)，PQ作为一种非选择性有机杂环类除草剂。主要作用于绿色植物叶绿体层膜，可诱导其产生过量活性氧，通过损伤植物膜的结构发挥其除草效应。因其价格便宜，除草效果确实及迅速，且在接触土壤后可被迅速灭活，对环境危害相对较小，故在全世界农业生产中被广泛应用。但PQ对人类和哺乳动物有剧毒，目前有关PQ中毒的报道屡见不鲜，因其致死率高和发病率成逐年升高趋势而备受关注。目前在实际应用中针对小分子物质，例如PQ的检测主要使用大型的分析仪器或者简便的试剂盒。

但是，采用现有方法检测小分子物质过程中，会产生一系列问题，例如大型的分析仪器成本高昂，实验预处理周期较长，检测限高，操作复杂且耗时长；简便的试剂盒检测方法又存在检测精度不足，保质期短，容易出现假阳性等问题。因此，急需寻求一种简单，快速，灵敏，稳定的检测小分子的物质和方法。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器及其制备方法和应用，基于主客识别和电化学技术检测小分子物质，能提高检测小分子物质的灵敏度和特异性。

本申请第一方面提供了一种基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器，包括：修饰化纳米粒子和ZIF-8金属有机骨架；

所述修饰化纳米粒子与所述ZIF-8金属有机骨架相复合；

所述修饰化纳米粒子为4-磺酰杯[4]芳烃pSC₄包覆在金属纳米粒子的外周。

具体的，ZIF-8(Zn(Hmim)₂，Hmim＝2-甲基咪唑)属于沸石咪唑酯骨架材料。

另一个实施例中，所述金属纳米粒子选自纳米金、纳米银、金纳米棒、金纳米团簇、银纳米棒和银金纳米团簇中的一种或多种。

另一个实施例中，所述金属纳米粒子为纳米金。

本申请第二方面提供了一种所述电化学生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将锌源、二甲基咪唑和溶剂混合，得到ZIF-8溶液；

步骤2、将修饰化纳米粒子溶液与所述ZIF-8溶液混合，离心后得到的沉淀为基于超分子主客识别技术的电化学生物传感器(pSC₄-AuNPs@ZIF-8)；其中，所述修饰化纳米粒子溶液为4-磺酰杯[4]芳烃pSC₄和金属纳米粒子的复合物溶液(pSC₄-AuNPs)。

具体的，本申请采用一步法制备pSC₄-AuNPs@ZIF-8电化学生物传感器。

具体的，步骤2具体包括边搅拌边将锌源、二甲基咪唑和溶剂混合过程中，添加pSC₄-AuNPs，当溶液由无色变成浅红色，再添加锌源溶液，搅拌混合后离心获得红色沉淀，弃除上清液，得到pSC₄-AuNPs@ZIF-8。