[发明专利]用于啶虫脒和吡虫啉联合毒性评价的电化学细胞传感器的构建方法及其应用

说明书

本发明涉及一种用于啶虫脒和吡虫啉联合毒性评价的电化学细胞传感器的构建方法及其应用，属于细胞的检测技术领域。其首先制备尺寸可控的Ag/His‑GQD/rGO三维复合材料，复合材料修饰到玻碳电极上后，L‑半胱氨酸通过巯基结合到复合材料上，再将已经活化的叶酸通过酰胺键与L‑半胱氨酸结合，固定细胞，通过电化学阻抗技术进行测定，制得电化学细胞传感器。本发明通过与三维复合材料的结合，可以提供更多的结合位点，提高传感器的灵敏度。构建的传感器结合电化学阻抗技术可以快速用于Hep G2细胞的测定，且成本比较低。本发明通过Hep G2细胞传感器的构建，可用于农药毒性的评价，在农药联合毒性评价方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于啶虫脒和吡虫啉联合毒性评价的电化学细胞传感器的构建方法及其应用，具体涉及一种尺寸可控的银纳米粒子/组氨酸功能化石墨烯量子点/还原氧化石墨烯三维复合材料的制备方法及其应用，属于细胞的检测技术领域。

背景技术

随着农业的发展，各种农药不断出现，比如有机磷类、氨基甲酸酯类、氯化烟酰类等，其中氯化烟酰类农药作为一类新型农药被广泛用于农业的防虫抗害中。它是通过控制存在于昆虫神经系统中的烟碱型乙酰胆碱受体，阻断昆虫中枢神经系统正常传导，使神经突触膜电势平衡遭到破坏，诱导昆虫麻痹，从而死亡。目前我国登记的氯化烟酰类农药由11种，其中吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪登记数量位于前三。农药的过度、频繁的使用，特别是多种农药联合的使用，势必会对生态环境和人类的健康造成很大的影响。因此有关农药联合毒性评价及分析的方法则显得日益重要，尤其是关于判定混合农药的联合毒性是否因组分之间的相互作用而增强(协同作用)、减弱(拮抗作用)或未受到影响(相加作用)。

电化学传感器由于具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、小型化潜力大、性价比高等优点，其广泛的用于细胞的检测。为了提高传感器的灵敏度，出现了各种信号放大策略，其中纳米材料放大策略被广泛的用于传感器的构建。石墨烯由于具有良好的机械性能、高的电导率以及高的比表面积等优点而被广泛关注。然而二维石墨烯通过π-π叠加团聚，从而导致其比表面积减少和导电性变差，这大大限制了石墨烯在传感器中的应用。气凝胶、海绵和泡沫等三维石墨烯具有大的比表面积和孔隙，而且可以加快电子转移速率，大大改善了石墨烯的团聚问题。为了进一步的提高传感器的灵敏度，通过石墨烯与其他纳米材料的结合所制备的复合材料得到广泛的研究。其中贵金属纳米粒子具有较大的表面积、独特的催化性能和良好的电化学性能，已被用于传感器的构建，如Au、Pt、Pd、Ag等。纳米粒子的催化性能往往取决于其粒径和分散性，通常粒径小、分散性高的纳米粒子具有更好的催化性能。迄今为止，通过不同的策略合成了许多形貌各异的纳米粒子，用来提高它们的催化性能，如三角形、六角形、花状和片状。然而，贵金属纳米粒子由于其表面电位不稳定，容易团聚，导致比表面积和催化能力下降，不能充分利用纳米粒子良好的催化性能。通过石墨烯与贵金属的结合不仅增加了比表面积，从而增加了分析物的固定容量，而且还表现出协同催化作用，比单独使用石墨烯或贵金属纳米颗粒产生更好的性能和更灵敏的反应。到目前为止，石墨烯和贵金属纳米粒子的复合材料已被广泛应用。两者结合的方式有很多种，比如首先分别制备贵金属纳米粒子和石墨烯，然后通过简单的物理混合得到复合材料。这种结合不仅导致了银纳米粒子在洗涤过程中的浸出，而且由于石墨烯与纳米粒子之间的结合力较弱，导致了纳米粒子的团聚。还有，将氧化石墨表面带负电荷的含氧基团与带正电荷的金属盐结合，用还原剂还原，得到了原位还原方法。虽然这种方法提高了石墨烯与纳米颗粒之间的结合强度，但纳米颗粒的尺寸在此过程中难以控制，导致不同尺寸的纳米颗粒分散在石墨烯片上。还有其他的策略，例如氮掺杂，胺类化合物功能化等。尽管做出了这些努力，但这些方法仍然无法实现大小可控的纳米粒子在石墨烯上的均匀分散。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种用于啶虫脒和吡虫啉联合毒性评价的电化学细胞传感器的构建方法及其应用，该电化学细胞传感器基于尺寸可控银纳米粒子/组氨酸功能化石墨烯量子点/还原氧化石墨（Ag/His-GQD/rGO）三维复合材料构建，实现了吡虫啉和啶虫脒对Hep G2细胞的联合毒性评价。