[发明专利]一种监测玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法

说明书

本发明属于生物传感检测技术领域，涉及一种监测谷物霉变产生的玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感的制备方法；本发明首先制备了基于宽带隙半导体氧化锌和窄带隙半导体氮杂石墨烯量子点的复合材料；然后通过引入特异性识别元件ZEN的适配体，构建了基于ZnO‑NGQDs的光电化学适配体传感器，可实现对ZEN的高灵敏、选择性分析，检测范围为1×10^‑13‑1×10^‑7g mL^‑1，检出限为3.33×10^‑14g mL^‑1；本发明制备了一种灵敏度高、选择性好、可靠性高的光电化学适配体传感器用于监测谷物霉变产生的ZEN，实现对谷物霉变的早期诊断；操作简单方便。

技术领域

本发明属于生物传感技术领域，具体涉及一种可用于监测谷物霉变产生的玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法。

背景技术

玉米赤霉烯酮(ZEN)是广泛存在于饲料和谷物中的一种真菌毒素，是由真菌产生的次级代谢产物，广泛存在于玉米、高粱、小麦、大麦等农作物中，具有很强的污染性和类雌激素作用。ZEN污染严重影响着农产品质量和食品安全，进一步造成巨大的经济损失，过量的玉米赤霉烯酮可引发致畸、致癌、神经毒性和流产等疾病，严重威胁人体健康。因此，人们对ZEN的研究越来越重视。目前，已建立的ZEN检测方法主要包括高效液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、酶联免疫吸附法、表面增强拉曼散射免疫测定法和荧光偏振免疫分析等。这些方法结果准确，且在实际应用中取得了较好的分析结果，但也存在一定的局限性。例如，质谱法仪器设备价格昂贵，前处理过程复杂、操作繁琐、效率低，因此不适用于大规模样本的筛查和日常的内控检测。酶联免疫吸附法灵敏度相对较高，且能定量检测，但检测时间较长，环境和基质干扰严重。因此，寻找简单灵敏、快速准确且易于推广的分析检测方法是目前的一项重要课题。

光电化学方法(PEC)由于其具有成本低、检测速度快、灵敏度高等特点，在真菌毒素检测领域引起了越来越多的关注。对于典型的PEC，具有高光电转换效率的光敏材料对于实现出色的分析性能必不可少。氧化锌半导体(ZnO，带隙：)因其对光腐蚀的稳定性，高光电和光催化活性而在光催化和光伏电池中得到了广泛的研究。然而，ZnO的宽带隙会严重导致低的可见光吸收率，这进一步降低了光电响应和检测灵敏度。

近年来，氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs)由于具有良好的导电性和优异的光化学性能，已被广泛用作PEC传感平台中的电荷传输介质。基于窄带隙半导体和宽带隙半导体之间的电子相互作用，NGQD可以用作良好的敏化剂，有效地促进光诱导的电子转移，并阻碍PEC反应电子转移过程中的电荷重组。因此，开发一种光电化学适配体传感器实现对玉米赤霉烯酮的灵敏、高选择性监测成为一项重要课题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明利用窄带隙半导体和宽带隙半导体之间的电子相互作用，并引入ZEN适配体，构建一种新型的光电化学适配体传感器，用于监测谷物霉变产生的ZEN含量，实现早期诊断。

一种监测谷物霉变产生的玉米赤霉烯酮的光电化学适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)ZnO-NGQDs复合材料的制备：

首先，将柠檬酸铵加入到超纯水中，进行加热反应，反应过程中，溶液的颜色从无色变为亮黄色，再加入氢氧化钠溶液调节pH值，得到氮掺杂石墨烯量子点溶液，记为NGQDs溶液；

然后将NGQDs溶液和二水合醋酸锌加入到N，N-二甲基甲酰胺中混合均匀，进行加热反应，反应结束后，在冷却至室温后，得到的产物分别用乙醇和超纯水洗涤离心三次，真空干燥，得到的氧化锌氮杂石墨烯量子点复合材料，记为ZnO-NGQDs复合材料，室温避光放置；

(2)将ITO电极进行裁剪后依次在氢氧化钠溶液、超纯水和乙醇中超声，超声后晾干；再取绝缘胶带覆盖电极部分区域，并在绝缘胶带表面开设圆形孔洞；