一种基于MOF的电化学适配体传感器及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种电化学适配体传感器，特别涉及一种基于MOF的电化学适配体传感器及其制备方法和在PAEs检测方面的应用。

背景技术

邻苯二甲酸酯(PAEs)是各行各业广泛使用的化合物，主要用作增塑剂，以提高产品的耐久性和弹性。PAEs同时也是已知的食品污染物，可能导致生殖问题、呼吸系统疾病、儿童肥胖和神经心理障碍。虽然食品工业禁止在食品中添加PAE，但它们通常被掺入食品制造、加工和包装中使用的聚合物材料中。因此开发有效的方法来监测和评估食品中PAE残留物的存在至关重要。

目前，常用于检测PAEs的方法包括高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)。然而，这些传统方法通常存在一些限制，比如需要昂贵的仪器设备、复杂的样品预处理程序、大量有害的有机溶剂以及专门的处理方案。相反，电化学方法具有操作简便、设备小型化和时间消耗少的特点，使其非常适合于现场分析目标污染物。电化学特性与适配体的整合已被证明是一种灵敏的靶标检测方法，它由电极和具有电化学活性的识别分子组成。将适配体固定在电极表面并与靶材结合后，可以通过电化学信号的变化来检测靶材的浓度。

为了解决PAEs缺少有效、快速、价格低廉的检测方式等问题。本发明以食品中常见的PAEs之一DAP为例，希望提供一种用于检测DAP的新型电化学适配体传感器，对于DAP的检测具有稳定性、低廉的价格和较强的特异性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于MOF的电化学适配体传感器，包括：

NH2-MIL-88(Fe)，作为固定特定适配体的载体；

Hg

DAP适配体(Apt1)和Hg

MXene修饰的电极，作为信号放大平台。

本发明所述的一种基于MOF的电化学适配体传感，制备方法包括以下步骤：

(1)NH

首先，将2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH

(2)NH

首先，称取一定量NH

所述的Apt1为DAP适配体，序列为：

5'-CTTTCTGTCCCCGTCACATCCCACGCATTCTCCACAT-3'

所述的Apt2为Hg

5'-TTGTGGTGTTTGCGTGGGTTGTGTCGGTTGGTCTGTTTG-3'

(3)MXene/GCE的制备

首先，称取一定量Ti

(4)NH

向NH

本发明制备的一种基于MOF的电化学适配体传感器，即NH

检测方法

DAP与Apt2的竞争性结合，破坏了原本Apt1和Apt2完全配对形成的刚性结构，导致Hg

本发明的有益效果：

本发明为了实现对PAEs的特异性识别能力，采用了适配体调控的胸腺嘧啶-Hg

附图说明

图1为本发明NH

其中：(A)和(B)为NH

图2为本发明NH2-MIL-88(Fe)的FTIR光谱图。

图3为本发明MXene的表征示意图；

其中，(A)为MXene的SEM图像；(B)为MXene的BET表面积。

图4为本发明NH

其中图4A中：NH

图5为本发明检测条件优化效果示意图；

其中：(A)为Apt2孵育时间，(B)为DAP孵育时间，(C)为i-t沉积电压，(D)为i-t沉积时间。

图6为本发明NH2-MIL-88(Fe)/Apt1-Hg

其中：(A)为在不同DAP浓度的10mM PBS中使用NH

图7为本发明评估传感器识别能力的指标示意图；

其中：(A)为直方图显示了不同干扰分子:DAP(0.0003mg/mL)、DOP(0.0003mg/mL)、DIDP、DIBP、姜黄素、Glu、葡萄糖对NH

具体实施方式

本实施例提供的一种基于MOF的电化学适配体传感，制备方法包括以下步骤：

(1)NH

首先，将0.126g(0.692mmol)的2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH

(2)NH

首先，称取0.02g NH

所述的Apt1为DAP适配体，序列为：

5'-CTTTCTGTCCCCGTCACATCCCACGCATTCTCCACAT-3'

所述的Apt2为Hg

5'-TTGTGGTGTTTGCGTGGGTTGTGTCGGTTGGTCTGTTTG-3'

(3)MXene/GCE的制备

首先，称取100mg Ti

(4)NH

向20mL NH

利用电化学i-t将溶液置于-1.2V的施加电压下60秒，使用方波伏安法(SWV)技术测量溶液内的Hg

纳米复合材料的表征

NH

采用透射电镜研究了NH

为了全面分析NH

MXene的表征

图3A的SEM图像显示了合成的MXene独特的手风琴状形态，显示出良好的剥离和薄的纳米片。图3B显示了MXene的N

NH

NH

NH

此外，本发明将目标物引入NH

检测条件优化

为了实现DAP适配体电化学传感器的最佳传感能力，对Apt2孵育时间、DAP孵育时间、i-t沉积电压和i-t沉积时间等几个实验参数进行了微调。

首先，研究了Apt2孵育时间对传感器检测性能的影响。如图5A所示，电流信号Apt2结合后逐渐增加，与Hg

DAP的孵育时间会显著影响传感器检测物质的能力。在图5B中，本发明优化了DAP孵育时间对Hg

为了进一步提高传感器的灵敏度，测试了不同沉积电压对Hg

NH2-MIL-88(Fe)/Apt1-Hg

为了评估传感器的性能，在优化的实验条件下，在10mM PBS溶液中使用NH

Aptasensor的验证

为了评估本发明的适配体传感器对结构相似的增塑剂和食品中发现的其他潜在干扰物质的耐受性，本发明选择了邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二丁酯(DIBP)、葡萄糖、谷氨酸(Glu)、苯甲酸钠(SB)、胆固醇和姜黄素(各25μL，0.003mg/mL)。差值ΔI＝I

Aptasensor在水样DAP检测中的应用

采用标准回收方法进行进一步研究。在纯水中加入不同浓度的DAP，采用NH

表1.纯水中DAP溶液NH

综上所述，本发明开发的一种基于NH

本发明实施例中，Apt1:DAP适配体(5'-CTTTCTGTCCCCGTCACATCCCACGCATTCTCCACAT-3')和Apt2:Hg