[发明专利]基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器及其应用

说明书

本发明涉及一种基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器及其应用，制备时，将K₃[Fe(CN)₆]封装到介孔二氧化硅(MSN)孔道当中，通过APTES处理使MSN表面带正电荷，随后利用静电作用将适配体和还原氧化石墨烯(RGO)结合在MSN表面形成“分子门”，即获得信号探针的封装控释体系，同时以带正电的ITO电极作为传感电极，通过检测过程中释放出的K₃[Fe(CN)₆]及RGO在电极上所引起的信号响应与目标物浓度之间的关系实现对靶标的检测。与现有技术相比，本发明利用适配体‑RGO复合物构建双重“分子门”，通过目标物诱导控制信号分子的定量释放，提高了检测灵敏度。同时，传感器的制备方法简单，分析快速，具备良好的选择性和抗干扰能力，在其他污染物的监测中也有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电化学分析技术领域，涉及一种基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器及其应用。

背景技术

农药，是指农业上用于防治病虫害及调节植物生长的化学药剂。农药品种很多，按用途主要可分为杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等。然而，农药若流失到环境中，将造成严重的环境污染，有时甚至造成极其危险的后果。

例如，阿特拉津(ATZ)作为当前农业生产过程中使用最广泛、最典型的一种三嗪类除草剂，因使用量大、稳定性强、在水体中残留时间较长，也被认为是最具污染力的农药之一。其使用时极易对土壤、农作物、地表水造成严重的污染，饮用富含阿特拉津的水不仅存在潜在的致癌风险，还会导致内分泌紊乱、激素紊乱等一系列健康问题。因此，建立一种简便、高效的分析方法以实现对水体中ATZ的快速、高效检测具有重要的意义。

目前，ATZ的分析方法主要包括仪器分析方法、传感分析方法等，但传统的仪器分析过程中样品前处理繁琐、分析周期较长、操作复杂、检测灵敏度较低，而传感分析通常需要将识别元件固定在电极表面上，往往因电极的面积有限、识别元件固定不稳定等缺点，极大地限制了传感体系的发展。

近年来，通过在二氧化硅微球表面设计“分子门”，有效控制孔内物质释放过程，进而构筑基于控释过程的非固定型传感平台的技术受到了越来越多人们的关注。当前已报道的“分子门”主要包括纳米粒子、生物分子、聚合物、超分子组装体等等，它们所构筑的传感体系对目标物的检测大多展现良好的分析效果，但仍然存在着一些不足，如：“分子门”的封堵效果不佳，孔内封装物质易泄露，背景信号过大，MSN(介孔二氧化硅纳米颗粒)表面的修饰较为复杂，“分子门”对目标物刺激的响应不够灵敏等等，限制了该技术的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器及其应用。本发明将目标物的识别检测与封装物的释放结合起来，利用适配体-RGO复合物构建双重“分子门”，通过目标物诱导控制信号分子的定量释放，实现孔道内信号分子的精确可控释放，提升了传感体系的检测性能，可实现对环境水样中农药类污染物的高灵敏度、高选择性分析检测。同时，传感器制备简单，分析快速，具备良好的选择性和抗干扰能力，在其他污染物的监测中也有着广泛的应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于信号探针封装释放的非固定型电化学传感器的制备方法，该方法包括表面带正电的ITO传感电极的制备及MSN封装控释元件的制备；

所述的表面带正电的ITO传感电极的制备方法为：将预处理后的ITO玻璃放入至APTES溶液(采用乙醇配制，体积分数为1.0％-2.0％)中浸泡5-6h，制得表面带正电的ITO传感电极；

所述的MSN封装控释元件的制备方法包括以下步骤：

1)采用模板法制备MSN；