[发明专利]一种基于光电化学传感的Pb2+超灵敏检测新方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学的光电化学传感技术领域，涉及一种基于Pb²⁺诱导的G-四链体DNA酶构象转变导致酶活性降低引起体系光电流变化为基础的光电化学传感器的构建，可以有效实现Pb²⁺超灵敏检测。 

背景技术

光电化学过程指的是光敏材料在光照作用下所发生的经由电子激发及电荷转移的光电转换过程。电化学生物传感器作为一种独立的集成检测装置，已经对生化、医疗领域产生了日益重要的影响。随着纳米技术和材料化学的快速发展，在光电化学过程与电化学生物传感器结合的基础上发展出了新一代光电化学生物传感，从而为探索各类生物学相互作用提供了一种新的灵敏检测方法。本质上，和其它已经建立的分析技术如电致化学发光一样，光电化学分析也是一种基于传统电化学的分析技术。因此，该方法继承了后者的诸多优点，如价格低廉，设备简单，灵敏度高。但是，两者之间也存在了很大的差异，光电化学传感技术具有一些在传统电化学平台上难以实现的优点。在光电化学检测中，光被用作激发信号来激发光电化学物质，而电信号则作为检测信号，该过程与电致化学发光正好相反。由于采用了两种不同形式的激发和检测信号，该技术背景信号较低，故具有很高的灵敏度。实际上，在使用相同设计进行同一物质检测时，基于光电化学的方法也比基于电化学的方法呈现出更好的检测性能。 

因为其在分析领域已展现出的优点以及在未来分析中令人期待的潜力，光电化学生物传感在分析领域受到了越来越多的关注。但是光电化学传感技术用于金属离子测定的报道较少，到目前为止，还没有关于光电化学传感测定Pb²⁺的报道。 

本发明利用Pb²⁺会诱导改变K⁺稳定的G-四链体DNA酶的构象，从而降低其催化活性的特点来设计Pb²⁺光电传感新体系。在这样的系统中，增加Pb²⁺浓度会使G-四链体DNA酶的催化活性降低，从而抑制生物催化沉淀来减少光电流的降低。该系统利用特定的Pb²⁺取代K⁺后对G-四链体DNA酶活性降低的原理，结合酶生物催化沉积技术来实现Pb²⁺超灵敏传感检测。 

发明内容

本发明的内容就是提供一种基于光电化学传感的Pb²⁺测定新方法。 

本发明的技术方案如下： 

基于光电化学传感的Pb²⁺超灵敏检测新方法，包括以下步骤： 

a.CdS量子点的合成： 

在100mL三颈瓶中加入30-50mL0.01M CdCl₂溶液和250μL巯基乙酸，搅拌的同时向溶液中通入氮气30-40min。在此期间，使用1M的NaOH溶液凋节混合液的pH到合适数值(7-13)。然后，加入3-7mL0.1M Na₂S溶液，在110℃下通氮气加热回流4h左右。在此实验中，选择合适的pH值，保持CdCl₂溶液浓度和体积不变的情况下，通过调整所加入的0.1M硫化钠溶液的体积，就可以得到具有不同S/Cd的CdS量子点。合成的CdS量子点保存于4℃的冰箱中待用； 

b.多层修饰膜电极的制备： 

ITO导电玻璃切成小片之后，放在2M左右KOH的异丙醇溶液中煮沸约15min，然后用大量清水冲洗，在105-120℃环境下干燥2h，备用。将洗净干燥后的ITO电极浸入2％邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯溶液10min左右，取出后用水洗涤；再浸入备用的CdS量子点溶液中约10min，取出后用水洗涤；该过程重复3-5次，得到所需的多层修饰膜电极； 

c.Pb²⁺的光电化学测定体系的构建：