[发明专利]一种基于掺铁碳点结合磁性Fe3

说明书

本发明公开了一种基于掺铁碳点结合磁性Fe₃O₄@PDA生物传感器的制备方法及其应用，该生物传感器包括Fe₃O₄@PDA纳米颗粒和适配体功能化的掺铁碳点原溶液，制备为：将Fe₃O₄粉末和盐酸多巴胺混合加入到缓冲液中搅拌，分离洗涤产物，然后真空干燥过夜得到Fe₃O₄@PDA纳米颗粒粉末；将1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺溶解在掺铁碳点水溶液中，加入适配体搅拌，透析除去游离的适配体得到适配体功能化的掺铁碳点原溶液。本发明生物传感器灵敏度高且特异性高，检测范围宽，可以同时快速检测乳制品中的抗生素、亚硝酸盐等安全危害因子，实现对乳制品中抗生素及亚硝酸盐的定性及定量检测。

技术领域

本发明为生物传感器技术领域，具体涉及一种基于掺铁碳点结合磁性Fe₃O₄@PDA生物传感器的制备方法及应用。

背景技术

乳制品已经成为全民营养膳食中不可或缺的一部分，其质量安全问题一直备受关注，直接关系到人类的生命健康。“有抗奶”、“含汞奶”等乳制品安全事故给消费者和乳制品行业都带来了巨大的冲击。抗生素类兽药残留以及污染物是乳制品中的重要危害因子。卡那霉素是一种氨基糖苷类广谱抗生素，已作为兽药和饲料添加剂被广泛用于治疗微生物感染。然而，卡那霉素的不合理使用极易导致在食源性动物体内的残留，通过食物链在人体中积累，威胁人体健康，产生耳毒性、肝肾毒性以及过敏反应甚至抗生素耐药性。至于乳制品中常见的污染物，奶牛可以通过喂养和供水来摄入亚硝酸盐。国际癌症研究机构已将亚硝酸盐列为人类GROUP 2A致癌物。长期或大量摄入亚硝酸盐会导致高铁血红蛋白血症。此外，在胃酸环境下亚硝酸盐与食物中的酰胺等反应生成强致癌物亚硝胺。这对发育尚未完全、免疫力差但乳制品摄入量又大的婴儿来说无疑是个潜在的危险。综上所述，有效控制乳制品中抗生素和亚硝酸盐的含量具有重要的现实意义。

现有技术的理化检测(如液相色谱-质谱联用、电化学法、离子色谱法、分光光度法等)、微生物抑制法及免疫分析法等已广泛用于抗生素或亚硝酸盐的检测。然而，操作繁琐、试剂消耗大、成本高、耗时长等是以上检测技术无法避免的问题。并且，大部分检验方法是针对乳制品中某一大类物质，但不能满足日常监测中快速高效地同时检测多类物质的需要。

碳点(CDs)是一种尺寸小于10nm的零维新型碳基纳米材料，由于其优异的光学性能、催化性能和水分散性，使其在多重检测方面拥有巨大的潜力。然而，CDs的类酶催化效率会受到结构内部的电子转移效率的限制，这种情况可以通过杂原子掺杂来改善。在类过氧化物酶催化过程中，铁掺杂会导致更高的活性中心利用率，且铁掺杂碳纳米酶表现出比其他金属(如Mn、Co、Ni、Cu)掺杂的碳纳米酶更高的模拟酶活性。

基于荧光的生物传感策略中，通常会通过应用一些纳米材料来降低背景信号或放大荧光强度来获得较高的灵敏度和稳定性。这些材料包括氧化石墨烯、金纳米颗粒、过渡金属二硫化物纳米片、碳纳米管和聚合物或聚合物涂层纳米材料等。聚多巴胺纳米颗粒是一种由多巴胺聚合而来的聚合物纳米材料，具有优异的荧光猝灭性能以及对不同构象单链DNA的选择性吸附能力，这不仅使它在荧光生物传感技术中广泛应用，也可以与适配体生物传感器相结合。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种操作简单、试剂消耗小、成本低、耗时短、高灵敏度、高特异性的基于掺铁碳点结合磁性Fe₃O₄@PDA生物传感器的制备方法；

本发明的另一目的是提供一种基于掺铁碳点结合磁性Fe₃O₄@PDA生物传感器的制备方法以及所制备的掺铁碳点结合磁性Fe₃O₄@PDA生物传感器在检测抗生素和亚硝酸盐中的应用。