[发明专利]一种用于弧菌检测的比率型电化学传感平台及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于弧菌检测的比率型电化学传感平台，包括工作电极和设置在所述工作电极表面的修饰层，所述修饰层包括设置在所述工作电极表面的树脂‑金属螯合物层、沉积在所述树脂‑金属螯合物层表面的金纳米颗粒层和固定在所述金纳米颗粒层表面的探针DNA，所述探针DNA为弧菌的特异性靶DNA序列的互补序列，所述探针DNA的3’端和5’端分别修饰有二茂铁和巯基。本发明提供的比率型电化学传感平台操作简单，响应迅速，不受样品颜色和浑浊度的影响，并具有高的检测灵敏度、特异性和重现性。这使得本发明制备的比率型电化学传感平台显示出有别于传统微生物学检测方法、现代实时荧光定量PCR检测方法和一般电化学传感平台的独特优势，实际应用前景广阔。

技术领域

本申请涉及弧菌检测技术领域，尤其涉及一种用于弧菌检测的比率型电化学传感平台及其制备方法和应用。

背景技术

弧菌是引发海水养殖动物疾病和人类食源性疾病的重要病原菌，发展海水及海产品中致病弧菌的先进分析检测技术意义重大。传统的微生物学检测方法需经过病原菌分离、培养、形态及生化鉴定等一系列步骤，操作繁琐，耗时长，且特异性不高(GB4789.7-2013)；现代实时荧光定量PCR技术需要进行复杂的引物设计，对操作人员技术水平要求高，且荧光检测信号对样品的透明度也提出了很高的要求，难以在基层实验室中推广使用。这些方法不利于水产病害快速诊断和海产品食品安全快速检查。

电化学DNA生物传感器在发展仪器小型化、操作简单化、结果响应快速的即时检测技术方面存在独特优势。现代电化学DNA生物传感器的核心组成部分是化学修饰电极(即电化学传感平台)。它的性质直接决定了电化学DNA生物传感器的性能高低。但平行化学修饰电极间不可避免地存在自身特性(如材料形貌、电极有效表面积)、探针固定密度、非目标物引起的试剂信号变化等差异，这使得所构建的电化学DNA生物传感器信号波动较大，重现性和可靠性较差，实际应用受到极大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于弧菌检测的比率型电化学传感平台，提高对弧菌检测的重现性和可靠性。

本发明提供了一种用于弧菌检测的比率型电化学传感平台，包括工作电极和设置在所述工作电极表面的修饰层，所述修饰层包括设置在所述工作电极表面的树脂-金属螯合物层、沉积在所述树脂-金属螯合物层表面的金纳米颗粒层和固定在所述金纳米颗粒层表面的探针DNA，所述探针DNA为弧菌的特异性靶DNA序列的互补序列，所述探针DNA的3’端和5’端分别修饰有二茂铁和巯基。

优选的，所述树脂-金属螯合物为树脂和金属离子经螯合反应得到的多配位螯合物，所述树脂具有孔道结构和螯合功能基团。

优选的，所述螯合功能基团为氨基、亚氨基、羧基、羟基、巯基和Schiff碱键中的一种或几种；

所述孔道结构的孔径小于3nm。

优选的，所述树脂-金属螯合物中的金属对应的金属离子为在-1.5V～1.0V的电极电位下发生氧化还原反应的金属离子。

优选的，所述金属离子为Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺或Zn²⁺。

本发明提供了上述技术方案所述比率型电化学传感平台的制备方法，包括以下步骤：

提供树脂分散液；

将所述树脂分散液与金属离子溶液混合进行螯合反应，得到树脂-金属螯合物；

将所述树脂-金属螯合物分散在水中，得到树脂-金属螯合物分散液；

将所述树脂-金属螯合物分散液滴涂到工作电极表面，得到螯合物修饰工作电极；

将所述螯合物修饰工作电极置于氯金酸溶液中，与参比电极和对电极组成三电极体系，进行电沉积，在所述树脂-金属螯合物表面形成金纳米颗粒层，得到纳米金/螯合物修饰工作电极；