[发明专利]基于氧化锌纳米线的微囊藻毒素传感器及制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种基于氧化锌纳米线的微囊藻毒素传感器的制备方法，其通过化学共价链接方式将带末端氨基和荧光基团的微囊藻毒素适配体DNA固定在具有生物相容性且具有较大比表面积的氧化锌纳米线表面，制得具有荧光活性的氧化锌纳米线，即微囊藻毒素传感器，从而当带有荧光基团的氧化锌纳米线与微囊藻毒素结合后，由于微囊藻毒素与微囊藻毒素适配体DNA特异性结合使荧光淬灭，进而建立一套灵敏度高、特异性强的水体藻毒素传感体系。相应地，本发明还提供了一种利用上述制备方法制备得到的微囊藻毒素传感器及其在检测MC‑LR中的应用。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，具有涉及一种基于氧化锌纳米线的微囊藻毒素光学传感器及其制备方法，以及该微囊藻毒素光学传感器在微囊藻毒素检测中的应用。

背景技术

微囊藻毒素(Microcystin，MC)是蓝藻细菌繁殖过程中产生的致命性氰基毒素中的一种，它广泛存在于海水和谈水中。MC污染严重影响了水质和水生生物的安全，而这些毒素生物链在动植物中蓄积，并通过食物链对人体健康产生危害，例如引发肝癌、肠癌等多种疾病，已成果国内外普遍关注的环境问题。针对饮用水中存在的微囊藻毒素可能产生的健康危害，许多国家、机构都指定了饮用水微囊藻毒素的限值，如世界卫生组织规定水体里藻毒素最高允许含量为1ug/L。目前，国内外监测藻毒素的方法有很多种，包括：高校液相色谱法检测，基于酶和抗体的免疫传感法，荧光和紫外以及对比色法，当然用的最多的还是电化学传感方法。然而，这些方法大多操作繁琐或需要标记，并且需要大型设备和专业人员进行操作，同时检测的灵敏度也不高。

氧化锌纳米材料因独特的光电性能及较大的激子束缚能被广泛用于场效应晶体管和光电传感器件制备中。其中，一维氧化锌纳米线表面极性极强，因此，可利用一维氧化锌纳米线的表面活性实现生物分子的高校负载和高灵敏度响应，同时，因其低毒性、生物相容性、可降解性、空气稳定性和大的比表面积在生物传感研究中备受青睐。然而，将一维氧化锌纳米线应用于检测微囊藻毒素的检测却尚未见报道。

基于此，本发明提供一种灵敏度高、特异性强、操作便捷且成本低廉的基于氧化锌纳米线的微囊藻毒素传感体系。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种灵敏度高、特异性强、操作便捷且成本低廉的微囊藻毒素传感器的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于氧化锌纳米线的微囊藻毒素传感器的制备方法，其包括步骤：以硅烷试剂作为偶联剂，采用带末端氨基和荧光双官能团的微囊藻毒素适配体 DNA对氧化锌纳米线进行表面化学反应修饰，使得微囊藻毒素适配体DNA通过化学共价的方式固定在氧化锌纳米线表面。

其中，所述氧化锌纳米线是采用无催化剂化学气相沉积法制备得到的。

其中，所述采用无催化剂化学气相沉积法制备氧化锌纳米线的步骤，具体包括步骤：

以质量比为3：1称取氧化锌和金刚石粉末均匀平铺于石英舟槽内，得到混合粉体；

将混合粉体和经过刻蚀处理的硅/二氧化硅基底置于管式炉内加热30分钟升温至450度，并停留3-5分钟，然后再次加热50分钟升温至960度，恒温 3-6分钟，且当升温至600度时，通入氧气；

其中，加热过程中，当温度为450度以下时，保持管式炉内气压10千帕以下；当温度从450度升温至960过程中，气压逐渐升至11KPa-30KPa，并保持恒压直至氧化锌纳米线生长完成。

进一步地，所述氧化锌纳米线的直径为100-200nm，长度为50-100um。

其中，以硅烷试剂作为偶联剂，采用微囊藻毒素适应体DNA对氧化锌纳米线进行表面化学反应共价修饰的步骤，具体包括步骤：

将生长在硅/二氧化硅基底上的氧化锌纳米线进行空气等离子体处理，使用功率10w的等离子体清洗机处理30分钟；