[发明专利]一种检测水中铅的电化学发光适配体传感器制备方法

说明书

本发明公开一种检测水中铅离子的电化学发光适配体传感器的制备与使用方法，其特征在于：利用碳化钛和金复合物的导电性、高比表面积，联吡啶钌的π‑π共轭强吸附作用，金和二氧化硅复合物的强催化作用、铅离子自身对适配体的剪切识别作用，构建了一个开关型检测水中铅离子的电化学发光生物传感器。本发明的传感器可根据检测结果中铅离子的电化学发光峰值改变判定被检水中是否含有目标离子。本发明的优点是：传感器成本低廉，检测操作简单；可对铅重金属进行定性与定量测定；具有较高的灵敏度和较低的检测限，为其他离子和小分子物质的检测提供思路。

技术领域

本发明涉及一种电化学发光适配体传感器和这种传感器的制备方法以及使用方法，属于电化学发光适配体传感器技术领域。

背景技术

自然界中水是生物生存不可缺少的条件，随着我国工业化进程的加速、农业生产技术的提高，水的污染日益严重；水中重金属污染来源广泛，主要来源是工业污染、农业污染及生活污染。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。重金属对水环境污染不仅对动植物产生危害，而且直接影响人类生活饮用水的质量及对人体的直接或间接的威胁。水中重金属通过食物链进入到人体，这些重金属通过长期积累，而自身又无法分解，危害人体健康。水环境中的重金属污染，特别是铅离子(Pb²⁺)严重影响水生生物的生长，其降解非常困难，最终通过富集进入人体，危害神经和血液系统、胃肠道、心血管和肾脏系统。由于水环境中的重金属污染主要是由混合污染引起的，水体中的金属元素较多，这使得水中重金属的检测十分复杂，所以开发一种便捷、高效、快速和实用的水中重金属污染的分析方法显得格外重要，这一工作对保护生态环境、提高食品质量、保护人类安全具有重要的理论和实际意义。

重金属的检测方法：目前重金属的检测方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法、分光光度法、原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、比色法等这些传统的重金属检测方法虽然应用比较成熟、灵敏度和准确性较高、检测限低、检测范围宽等，但仪器价格昂贵、耗时长、样品处理复杂、携带不方便、无法连续监测及现场测定等，极大地限制了其广泛应用。因此，寻求一种简单、快速、灵敏的重金属离子检测技术，仍然是人们不断追求的目标。为了切实保障食品安全及人类生命安全，需要建立高效、灵敏、实用的重金属快速检测方法。

发明的目的在于提供一种能克服上述问题以及制备简单、操作灵活、高灵敏度、高准确性、选择性及稳定性好，构建的电化学发光适配体传感器无需酶的催化作用，直接通过适配体与靶标物质铅离子结合，对适配体特定位点剪切，可对水中重金属铅离子特定检测的电化学发光适配体传感器的制备方法。

发明内容

技术方案为：一种检测铅重金属的适配体传感器的制备方法，其特征在于：适配体传感器的敏感界面组成包括碳化钛和金的(MXene@Au)复合材料、金和二氧化硅(Au@SiO₂)复合材料，进而固定重金属铅的适配体。

所述的一种检测铅重金属的适配体传感器的制备方法，其特征在于：玻碳电极（d=3mm）的清洗，适配体传感器敏感界面的构建及过程表征（制备MXene@Au、Au@SiO₂，利用MXene@Au、Au@SiO₂的固定催化作用共同修饰电极），适配体传感器工作曲线的建立，适配器传感器性能的检测，适配体传感器对实际样品的检测。

所述的一种检测铅重金属的适配体传感器的制备方法，其特征在于：实验条件的优化，主要包括适配体浓度、测试底液的PH以及适配体与靶标物质的孵育时间；所制备的适配体传感器的工作曲线为：y=8274.00-903.73lgx （R²=0.998）；适配体传感器性能检测包括特异选择性、重现性、稳定性以及适配体传感器对水样回收率的测定。

目标离子电化学发光检测：采用电化学发光检测法利用三电极体系在最佳实验条件下检测废水样品，根据检测结果中电化学发光强度值进行分析即可获知电化学发光强度峰值大小与该金属离子的浓度成反比，据此可获得重金属离子浓度信息。