一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法
专利汇可以提供一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种检测有机氯 农药 的电致 化学发光 传感器 的制备方法。本发明首先制备了一种新型二维纳米 复合材料 ——二 氧 化 钛 /二硫化钼复合材料，即 铁 、锰共掺杂二氧化钛纳米方 块 与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料FeMn-TiO2/MoS2，利用该材料的良好的 生物 相容性 和大的 比表面积 ，负载上有机氯农药 抗体 ，在进行检测时，由于铁、锰共掺杂二氧化钛可以催化过氧化氢原位生成O2，并与底液中的K2S2O8进行电化学反应，产生电致化学发光 信号 ，再利用抗体与 抗原 的特异性定量结合对 电子 传输能 力 的影响，使得 电流 强度降低，从而降低发光强度，最终实现了采用无标记的电致化学发光方法检测有机氯农药的电致化学发光传感器的构建。，下面是一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于所述的电致化学发光生物传感器由工作电极、FeMn-TiO2/MoS2、有机氯农药抗体、牛血清白蛋白组成；
所述的FeMn-TiO2/MoS2为铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块与二硫化钼原位复合的二维纳米复合材料。
2.如权利要求1所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下两个制备步骤：
a. 制备FeMn-TiO2/MoS2；
b. 制备电致化学发光生物传感器。
3.如权利要求1和2所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于，所述的FeMn-TiO2/MoS2的具体制备步骤为：
（1）取0.6 g二硫化钼粉末、0.2 ~ 2.0 mmol铁盐和0.2 ~ 2.0 mmol锰盐共同加入到3~
10 mL正丁基锂溶液中，在氮气保护和30 ~ 60 ℃下，搅拌12 ~ 48小时，得到反应后的溶液；
（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；
（3）取10 ~ 500 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.5 ~ 0.8 mL氢氟酸，然后160~200 ℃下在反应釜中反应18 ~ 24小时；
（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；
所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；
所述的铁盐选自下列之一：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁、有机铁化合物；
所述的锰盐选自下列之一：硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、乙酸锰、有机锰化合物；
所述的非极性溶剂选自下列之一：己烷、环己烷、四氯化碳、苯、甲苯；
所述的水浴超声处理，处理时间为1小时。
4.如权利要求1和2所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于，所述的电致化学发光生物传感器的具体制备步骤为：
（1）以ITO导电玻璃为工作电极，在电极表面滴涂8~12 µL的FeMn-TiO2/MoS2溶胶，室温下晾干；
（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得电致化学发光生物传感器；
所述的FeMn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的FeMn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；
所述的PBS为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4。
5.如权利要求1-4所述的检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法，其特征在于所述的有机氯农药选自下列之一：三氯杀螨砜、三氯杀螨醇、五氯硝基苯。
一种检测有机氯农药的电致化学发光生物传感器的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：
a. 制备FeMn-TiO2/MoS2；
b. 制备电致化学发光生物传感器；
其中，步骤a制备FeMn-TiO2/MoS2的具体步骤为：
（1）取0.6 g二硫化钼粉末、0.2 ~ 2.0 mmol铁盐和0.2 ~ 2.0 mmol锰盐共同加入到3~
10 mL正丁基锂溶液中，在氮气保护和30 ~ 60 ℃下，搅拌12 ~ 48小时，得到反应后的溶液；
（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；
（3）取10 ~ 500 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.5 ~ 0.8 mL氢氟酸，然后160~200 ℃下在反应釜中反应18 ~ 24小时；
（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；
所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；
所述的铁盐选自下列之一：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁、有机铁化合物；
所述的锰盐选自下列之一：硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、乙酸锰、有机锰化合物；
所述的非极性溶剂选自下列之一：己烷、环己烷、四氯化碳、苯、甲苯；
所述的水浴超声处理，处理时间为1小时；
步骤b制备电致化学发光生物传感器的具体步骤为：
（1）以ITO导电玻璃为工作电极，在电极表面滴涂8~12 µL的FeMn-TiO2/MoS2溶胶，室温下晾干；
（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂8~12 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得有机氯农药传感器；
所述的FeMn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的FeMn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；
所述的PBS为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4。
b. 工作电极修饰：将如权利要求1所述的制备方法所制备的电致化学发光生物传感器为工作电极，将步骤a中配制的不同浓度的有机氯农药标准溶液分别滴涂到工作电极表面，
4 ℃ 冰箱中保存；
c. 工作曲线绘制：将Ag/AgCl电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，与步骤b所修饰好的工作电极组成三电极系统，连接到电致化学发光检测设备上；在电解槽中先后加入
15 mL的K2S2O8溶液和100 µL 的H2O2溶液；用循环伏安法对组装的工作电极施加循环电压；
根据所得的电致化学发光的光信号强度与有机氯农药抗原标准溶液浓度之间的关系，绘制工作曲线；空白标样的光信号强度记为D0，含有不同浓度的有机氯农药标准溶液的光信号强度记为Di，响应光信号强度降低的差值为ΔD = D0-Di，ΔD 与有机氯农药标准溶液的质量浓度C 之间成线性关系，绘制ΔD －C 工作曲线；
d. 有机氯农药的检测：用待测样品代替步骤a中的有机氯农药标准溶液，按照步骤b和c中的方法进行检测，根据响应光信号强度降低的差值ΔD 和工作曲线，得到待测样品中有机氯农药的含量；
所述的K2S2O8溶液由1 mol K2S2O8和1 mol KCl溶于10 L 的pH=6.5缓冲溶液中制备得到，所述的pH=6.5缓冲溶液为pH值为6.5的磷酸盐缓冲溶液；
所述的H2O2溶液为过氧化氢水溶液，所述的过氧化氢水溶液的浓度为10%。
（2）本发明首次采用原位复合的方法制备了二维纳米材料FeMn-TiO2/MoS2，该方法主要有三个优势：一是，由于铁、锰共同在二氧化钛纳米方块上的原位生长而充分与二氧化钛纳米方块接触，利用铁、锰的金属表面等离子体作用以及二者的协同作用，有效提高了半导体基质共振能量转移能力，解决了二氧化钛纳米片虽然比表面积比较大及介孔特性适用于电致化学发光基质材料，但是电致化学发光信号不稳定的技术问题；二是，由于二硫化钼片状二维纳米材料的负载特性和二氧化钛纳米方块在其上的充分分散，极大地增大了电致化学发光强度，解决了二氧化钛纳米片导电性差和电致化学发光强度弱而不利于制备电致化学发光传感器的技术问题；三是，由于铁、锰离子在该过程中既作为插层材料又作为反应掺杂材料，最后采用原位复合的方法实现了该复合材料的一锅制备，不但节省了时间、材料损耗，而且使得制备的铁、锰共掺杂的二氧化钛纳米方块能够更好地均匀分散到二硫化钼片状二维纳米材料上面。因此，该材料的有效制备，具有重要的科学意义和应用价值；
（3）本发明首次将FeMn-TiO2/MoS2应用于电致化学发光生物传感器的制备中，显著提高了电致化学发光的强度和稳定性，大大提高了电致化学发光传感器的检测灵敏度，使得电致化学发光生物传感器实现了在实际工作中的应用；该材料的应用，也为相关生物传感器，如光电化学传感器、电化学传感器等提供了技术参考，具有广泛的潜在使用价值。
具体实施方式
（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在60 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；
（3）取500 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.5 mL氢氟酸，然后160 ℃下在反应釜中反应18小时；
（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；
所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；
所述的铁盐为硫酸铁；
所述的锰盐为硫酸锰；
所述的非极性溶剂为己烷；
所述的水浴超声处理，处理时间为1小时。
（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在30 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；
（3）取200 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.6 mL氢氟酸，然后180 ℃下在反应釜中反应20小时；
（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；
所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；
所述的铁盐为氯化铁；
所述的锰盐为氯化锰；
所述的非极性溶剂为四氯化碳；
所述的水浴超声处理，处理时间为1小时。
（2）利用非极性溶剂洗涤步骤（1）中反应后的溶液，然后在50 ℃下进行水浴超声处理，处理完后，再利用非极性溶剂洗涤处理后的溶液，真空干燥，得到铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料；
（3）取10 mg步骤（2）制得的铁、锰共插层的二硫化钼纳米材料加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌1小时后，边搅拌边缓慢加入0.8 mL氢氟酸，然后200 ℃下在反应釜中反应24小时；
（4）将步骤（3）所得的反应产物，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50 ℃下真空干燥，即制得FeMn-TiO2/MoS2；
所述的正丁基锂溶液为正丁基锂的己烷溶液，浓度为1.6 mol/L；
所述的铁盐为乙酸铁；
所述的锰盐为乙酸锰；
所述的非极性溶剂为苯；
所述的水浴超声处理，处理时间为1小时。
（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂8 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂8 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得有机氯农药传感器；
所述的Mn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的FeMn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；
所述的PBS为10mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4，所述的有机氯农药为三氯杀螨砜。
（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂10 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂10 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得有机氯农药传感器；
所述的FeMn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的Mn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；
所述的PBS为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4，所述的有机氯农药为三氯杀螨醇。
（2）将步骤（1）中得到的电极用缓冲溶液PBS清洗，继续在电极表面滴涂12 µL 10 µg/mL的有机氯农药抗体溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（3）将步骤（2）中得到的电极用PBS清洗，继续在电极表面滴涂12 µL 浓度为100 µg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；
（4）将步骤（3）中得到的电极用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得有机氯农药传感器；
所述的Mn-TiO2/MoS2溶胶为将50 mg 的FeMn-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超纯水中，并超声30 min后制得的水溶胶；
所述的PBS为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4，所述的有机氯农药为氯硝基苯。
（2）工作电极修饰：将如权利要求1所述的制备方法所制备的电致化学发光生物传感器为工作电极，将步骤（1）中配制的不同浓度的有机氯农药标准溶液分别滴涂到工作电极表面，4 ℃ 冰箱中保存；
（3）工作曲线绘制：将饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为辅助电极，与步骤（2）所修饰好的工作电极组成三电极系统，连接到电致化学发光检测设备上；在电解槽中先后加入15 mL的K2S2O8溶液和100 µL 的H2O2溶液；用循环伏安法对组装的工作电极施加循环电压；根据所得的电致化学发光的光信号强度与有机氯农药抗原标准溶液浓度之间的关系，绘制工作曲线；空白标样的光信号强度记为D0，含有不同浓度的有机氯农药标准溶液的光信号强度记为Di，响应光信号强度降低的差值为ΔD = D0-Di，ΔD 与有机氯农药标准溶液的质量浓度C 之间成线性关系，绘制ΔD －C 工作曲线；有机氯农药的线性检测范围为：
0.003~100 ng/mL，检出限为：1.1 pg/mL；
（4）有机氯农药的检测：用待测样品代替步骤a中的有机氯农药标准溶液，按照步骤b和c中的方法进行检测，根据响应光信号强度降低的差值ΔD 和工作曲线，得到待测样品中有机氯农药的含量；
所述的K2S2O8溶液由1 mol K2S2O8和1 mol KCl溶于10 L 的pH=6.5缓冲溶液中制备得到，所述的pH=6.5缓冲溶液为pH值为6.5的磷酸盐缓冲溶液；
所述的H2O2溶液为过氧化氢水溶液，所述的过氧化氢水溶液的浓度为10%。
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