[发明专利]一种用于检测MC-LR型微囊藻毒素的生物电极传感器及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于电化学分析和纳米材料技术领域，特别涉及一种用于检测MC-LR型微囊藻毒素的生物电极传感器及其制备方法和应用。

背景技术

微囊藻毒素(Microcystin，简称MC)是蓝藻产生的多肽毒素，为环状结构，有多种变型，含量较多、毒性较大的主要是MC-LR、MC-RR、MC-YR这三种微囊藻毒素(L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸)，本发明主要针对MC-LR型微囊藻毒素进行检测。微囊藻毒素会使水体中其他生物中毒，而且也会对人类的健康产生很多潜在的危害。人们在皮肤接触含有微囊藻毒素的水体时会引起如眼睛等敏感部位过敏，少量喝入可引起急性肠胃炎，而且微囊藻毒素是一种肝毒素，是肝癌的强烈促癌剂，长期饮用则可能引发肝癌，因此对微囊藻毒素的研究已经成为水体环境科学研究的重要内容，快速、准确的检测微囊藻毒素具有重要的现实应用意义，能够实现对水体的检测预警，及时采取预防措施。

目前微囊藻毒素的检测方法主要有高效液相色谱法(HPLC)、酶联免疫法(ELISA)等。现有常用的检测方法都表现出了一些局限性，如HPLC法毒素需要进行预处理，灵敏度较低，检测设备比较昂贵而且需要专业人员操作；ELISA法操作步骤繁琐、成本较高等。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种用于检测MC-LR型微囊藻毒素的生物电极传感器；本发明的第二个目的是提供一种制备该生物电极传感器的方法；本发明的第三个目的是提供一种利用该生物电极传感器检测MC-LR型微囊藻毒素的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种用于检测MC-LR型微囊藻毒素的生物电极传感器，所述生物电极传感器是在丝网印刷电极的工作电极上修饰多壁碳纳米管-壳聚糖电沉积薄膜，并在多壁碳纳米管-壳聚糖电沉积薄膜的表面进一步交联上MC-LR型微囊藻毒素抗体。

在上述方案的基础上，所述丝网印刷电极是标准三电极，PET基底，工作电极是碳(直径3mm)，对电极是碳，参比电极是银/氯化银。

一种制备如上所述的用于检测MC-LR型微囊藻毒素的生物电极传感器的方法，具体制备步骤如下：

(1)将壳聚糖(CS)溶于0.5％的稀盐酸溶液中，室温条件下磁力搅拌40min，再进行抽滤得到1.0wt％的壳聚糖溶液；

(2)将多壁碳纳米管(MWCNTs)加入到步骤(1)中所得的壳聚糖溶液中，室温条件下磁力搅拌3h，初步得到多壁碳纳米管分散的壳聚糖溶液，其中多壁碳纳米管的浓度为0.5mg/mL；

(3)将步骤(2)中所得的多壁碳纳米管分散的壳聚糖溶液超声10min，进一步得到均匀分散的多壁碳纳米管-壳聚糖溶液，用1.0wt％的氢氧化钠溶液调节此混合溶液的pH值为4.0～6.0；

(4)将丝网印刷电极(SP)浸入到步骤(3)中所得的多壁碳纳米管-壳聚糖混合溶液中，进行电沉积，电沉积电压为-1.5～-3.0V，沉积时间为20～300s，形成多壁碳纳米管-壳聚糖电沉积薄膜，再用超纯水洗涤得到初步修饰电极(CS-MWCNTs/SP)；

(5)将步骤(4)中制得的CS-MWCNTs/SP电极浸入到1.0wt％的戊二醛溶液中0.5～1h；

(6)将步骤(5)中所得修饰后的CS-MWCNTs/SP电极用超纯水洗涤，在其工作电极上滴加5～25μL MC-LR型微囊藻毒素抗体溶液(anti-MC-LR)，室温条件下静置交联0.5～3h，得到目标检测(anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP)电极；

一种检测MC-LR型微囊藻毒素的方法，具体步骤如下：

(1)制备标准HRP酶标微囊藻毒素溶液：将不同浓度的微囊藻毒素溶液(MC-LR)分别与微囊藻毒素HRP酶标物溶液(HRP-MC-LR)以等体积混合，得到一系列标准HRP酶标微囊藻毒素混合溶液(MC-LR+HRP-MC-LR)，其混合液中MC-LR的浓度是0.0、0.3、0.8、1.0、2.0ppb；

(2)将生物电极传感器anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP用超纯水洗涤，在其工作电极上分别滴加5～25μL步骤(1)中所制备的MC-LR+HRP-MC-LR溶液，在室温条件下孵育0.5～3h，得到具有不同浓度MC-LR的修饰电极：MC-LR+HRP-MC-LR/anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP；

(3)分别测试步骤(2)中孵育后的MC-LR+HRP-MC-LR/anti-MC-LR/CS-MWCNTs/SP电极的电流值Ip；