基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法及其Hg2+检测应用
专利汇可以提供基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法及其Hg2+检测应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于类 石墨 烯 碳 三氮四纳米片的电致 化学发光 传感器 构建方法及其Hg2+检测应用，属于电致化学发光传感技术领域。将类 石墨烯 碳三氮四纳米片和壳聚糖涂覆于玻碳 电极 表面，通过酰胺反应将羧基修饰的捕获DNA组装到电极表面，制成捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极,以捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片为 能量 供体，以富T/C 碱 基的单链DNA为模板合成的 银 纳米簇为能量受体，类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光 信号 强度与Hg2+浓度呈线性关系，据此构建以类石墨烯碳三氮四纳米片为能量供体和银纳米簇为能量受体的电致化学发光传感器，用于对Hg2+的灵敏检测。，下面是基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法及其Hg2+检测应用专利的具体信息内容。
1.基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，将类石墨烯碳三氮四纳米片和壳聚糖涂覆于玻碳电极表面，通过酰胺反应将羧基修饰的捕获DNA组装到电极表面，制成捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极,即得电致化学发光传感器。
2.如权利要求1所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，以捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片为能量供体，以富T/C碱基的单链DNA为模板合成的银纳米簇为能量受体。
3.如权利要求1所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，电致化学发光传感器按下述步骤制备：
(1)制备类石墨烯碳三氮四纳米片：将2克双氰胺在管式炉中，以3℃每分钟的速率加热至600℃并保持2小时，再以3℃每分钟的速率降至室温；将制得的大块的碳三氮四用5M的硝酸在160℃加热回流24小时，收集的产物以12000转每分钟的速度离心15分钟，清洗至中性，最后以6000转每分钟的速度离心并收集上层清液，即制得类石墨烯碳三氮四纳米片；
(2)电极预处理：将玻碳电极依次用1.0、0.3和0.05μm的氧化铝悬浊液打磨，再依次用
0.1mol/L的硝酸、无水乙醇和超纯水超声清洗1分钟，用氮气吹干电极；
(3)制备电致化学发光传感器：将步骤(1)制备的类石墨烯碳三氮四纳米片滴涂在经步骤(2)处理干净的玻碳电极表面，在室温下晾干后，再滴加壳聚糖溶液，晾干后通过酰胺反应将羧基修饰的捕获DNA固定在电极表面，即制成电致化学发光传感器。
4.如权利要求1所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，银纳米簇按下述步骤制备：将30μL 100μM的模板DNA溶于70μL的磷酸盐缓冲溶液中，再加入50μL 360μM的硝酸银溶液，漩涡混匀，静置1小时后，加入50μL 360mΜ新配制的硼氢化钠溶液，漩涡2分钟，避光反应过夜，将所得溶液在分子量为10K的超滤管中以6000转每分钟的速度离心15分钟，所得溶液即为银纳米簇溶液。
5.如权利要求1所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，所述的捕获DNA的核苷酸序列为5’-COOH-AAAAAAAAAAAA-3’。
6.如权利要求3所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，所述的壳聚糖溶液的浓度为2mg/mL。
7.如权利要求3所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，所述的磷酸盐缓冲溶液的浓度为20mM，pH为7.0。
8.如权利要求4所述基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方法，其特征在于，所述的模板DNA的核苷酸序列为5’-TTTTTTTTTTTT CCCCCCCCCCCC-3’。
9.基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器的应用，其特征是：以捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极为能量供体，以富T/C碱基的单链DNA为模板合成的银纳米簇为能量受体，用于Hg2+检测。
10.基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器用于Hg2+检测的方法，其特征是，捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极作为工作电极，将工作电极、参比电极和对电极一起置于焦硫酸根溶液中；当将工作电极置于以富T/C碱基DNA为模板合成的银纳米簇溶液中孵育后，银纳米簇通过A-T碱基互补杂交作用被连接到捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极表面，拉近了银纳米簇与类石墨烯碳三氮四纳米片的距离，使得类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光信号减弱；当同时存在银纳米簇和Hg2+时，富T/C碱基的模板DNA之间或模板DNA自身与Hg2+形成T-Hg2+-T结构，该结构使得以富T/C碱基DNA为模板合成的银纳米簇无法连接到捕获DNA/类石墨烯碳三氮四纳米片修饰电极表面，从而类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光信号强，类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光信号强度与Hg2+浓度呈线性关系，据此构建以类石墨烯碳三氮四纳米片为能量供体和银纳米簇为能量受体的电致化学发光传感器，用于对Hg2+的灵敏检测。
基于类石墨烯碳三氮四纳米片的电致化学发光传感器构建方
2+
法及其Hg 检测应用
技术领域
背景技术
法在环境监测方面有极大需求。迄今为止，检测Hg 的方法有很多，包括原子吸收/发射光谱法、电感耦合等离子质谱法、动态光散射法、拉曼散射法以及荧光法等。但是，这些方法的准备过程复杂、操作难或背景信号高。电致化学发光法(ECL)具有高灵敏度、宽的线性范围、低的背景信号和成本低等特点，使得基于ECL的方法在应用前景方面展现出明显的优势。此
2+ 2+
外，利用DNA中T碱基对Hg 的特异性识别及结合作用，还大大提高了Hg 定量分析的灵敏度和精确度。
发明内容
板DNA自身与Hg 形成T-Hg -T结构，使得Ag NCs无法连接到捕获DNA/g-C3N4修饰电极表面，g-C3N4的ECL信号呈“开”状态，g-C3N4的ECL信号强度与Hg2+浓度呈线性关系，据此，构建以g-C3N4为能量供体和Ag NCs为能量受体的ECL传感器，并建立基于ECL-RET效应和T-Hg2+-T结构的Hg2+检测方法。本发明建立的g-C3N4的ECL信号“开-关-开”的转换，有利于降低背景信号且消除假阳性现象，可提高传感器的灵敏度；此外，利用模板DNA中的T碱基对Hg2+的特异性结合作用形成T-Hg2+-T结构，使得传感器对Hg2+具有高选择性。因此，本发明方法实现了对Hg2+的灵敏性、准确性和选择性检测，具有良好的应用前景。
附图说明
AgNCs/cDNA/CS/g-C3N4/GCE,(f)电极(d)置于Ag NCs与Hg 反应液中的EIS曲线。
50,100,200,400和600nM)的ECL响应曲线；(B)传感器检测Hg 的校准曲线。
具体实施方式
298nm处有明显的特征吸收峰，在450nm处有荧光的最强发射，表明成功合成了g-C3N4。采用荧光光谱和ECL发射光谱对g-C3N4的光学性质进行表征，由图3B可见，Ag NCs在520nm处有明显的特征吸收峰，且与g-C3N4的ECL发射光谱图存在部分光谱重叠，故g-C3N4可作为能量供体而Ag NCs作为能量受体，使得AgNCs能够猝灭g-C3N4的ECL信号。
增大(曲线d)，这是由于含有磷酸骨架的cDNA带负电，与电化学探针Fe(CN)6 发生静电排斥作用所致；当以富T/C碱基的单链DNA为模板合成的Ag NCs通过DNA杂交作用连接到cDNA/CS/g-C3N4/GCE表面时，电极的阻抗进一步增大(曲线e)，这是因为合成的Ag NCs进一步阻碍了电极表面的电子传递过程；当Ag NCs先与Hg2+反应30分钟再与cDNA/CS/g-C3N4/GCE共同
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孵育时，电极的阻抗有所下降(曲线f)，这是由于存在Hg 时，用于合成Ag NCs所用的富T/C碱基的模板DNA之间或模板DNA自身与Hg2+形成T-Hg2+-T结构，使得AgNCs无法连接到cDNA/CS/g-C3N4/GCE表面。
合Hg ，合成Ag NCs所用的富T/C碱基的模板DNA之间或模板DNA自身与Hg 发生作用形成T-Hg2+-T结构，且该结构比A-T碱基配对更稳定，致使Ag NCs不能通过A-T碱基互补配对作用连接到cDNA/CS/g-C3N4/GCE表面，故g-C3N4的ECL信号恢复。随着Hg2+浓度的增加，结合到cDNA/CS/g-C3N4/GCE表面的Ag NCs减少，g-C3N4的ECL信号逐渐增大，g-C3N4的ECL信号强度与Hg2+浓度在0.01-600nM范围内呈现良好的线性关系，检测限低至5pM(图6)。
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