[发明专利]用于检测ATZ的核酸适配体红外光谱传感器及检测方法

说明书

本发明涉及用于检测ATZ的核酸适配体红外光谱传感器及检测方法，传感器的制备方法为：在Si棱柱表面沉积Au NPs以提供增强的红外吸收信号，再通过Au‑S键自组装法将阿特拉津适配体结合到红外检测基底表面，最后利用MCH阻断剩余位点，制得MCH/Aptamer/Au NPs/Si核酸适配体红外光谱传感器。与现有技术相比，本发明采用核酸适配体作为识别元件，大大提高了传感器的选择性，采用衰减全反射红外吸收光谱作为定量检测依据，不仅能提供分子的结构信息，而且其近场效应和表面增强效应，能够有效增强传感器检测的灵敏度，实现在分子水平上的检测，检测限低至30pM，检测方法快速简便，可用于痕量有机污染物的检测分析。

技术领域

本发明属于环境污染物分析与光谱分析技术领域，涉及一种用于检测ATZ的核酸适配体红外光谱传感器及检测方法。

背景技术

三嗪类除草剂作为农药类内分泌干扰物中占比最大的一类，该化合物及其降解产物在水体中的大量残留给生物体健康和生态环境造成了巨大的威胁和破坏。其中，阿特拉津(ATZ)因使用量大、稳定性强、在水体中残留时间较长，被认为是一种最具污染力的三嗪类除草剂，ATZ在体内的大量积累会严重影响中枢神经系统、内分泌系统和免疫系统的作用，具有潜在的致癌性，世界各国都已对作物、土壤及地表水中ATZ的残留量作出了明确的限量标准，我国《地表水环境质量标准》明确规定在地表水中ATZ的最高允许浓度为3μg/L。因此，实现对水体中ATZ的快速、灵敏及高效分析检测具有重要的现实意义。

目前，ATZ的分析检测方法主要包括仪器分析方法(HPLC、GC-MS、HPLC-MS等)、电化学传感分析、光电分析方法等，但传统的仪器分析方法往往存在着样品前处理比较繁琐、分析周期较长、操作过程复杂、检测灵敏度较低等不足，而电化学和光电化学分析在一定程度上解决了仪器分析中检测灵敏度较低、操作复杂等问题，但仍很难实现在分子水平上对目标物的实时定量分析检测。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对ATZ具有高灵敏度、高选择性、操作简单、能在分子水平上实现对ATZ定量分析检测的用于检测ATZ的核酸适配体红外光谱传感器及检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

用于检测ATZ的核酸适配体红外光谱传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)采用Si棱柱作为红外光窗，并在预处理后的Si棱柱表面沉积Au纳米粒子，制得Au NPs/Si红外信号增强基底；

2)通过Au-S键自组装法将阿特拉津适配体结合到Au NPs/Si红外信号增强基底表面，并利用MCH阻断Au表面剩余的活性位点，制得MCH/Aptamer/Au NPs/Si核酸适配体红外光谱传感器。

进一步地，步骤1)中，Si棱柱的预处理过程为：先依次用粒径为1.0μm、0.3μm、0.05μm的Al₂O₃抛光粉对Si棱柱进行物理抛光，并依次置于水、丙酮、水中超声清洗，后将Si棱柱置于食人鱼溶液中浸泡，再用高纯水超声清洗，在N₂气氛下吹干，得到表面亲水的Si棱柱；将表面亲水的Si棱柱置于NH₄F水溶液中浸泡90-100s，用高纯水冲洗后在N₂气氛下吹干，得到预处理后的Si棱柱。

进一步地，所述的Si棱柱为(1.8-2.2)cm×(2.3-2.7)cm反射面的半圆柱棱镜，所述的NH₄F水溶液中，NH₄F的质量分数为35-45％。

进一步地，步骤1)具体为：

1-1)向Au化学镀液中加入HF(40wt％)并混合均匀，之后将预处理后的Si棱柱浸入Au化学镀液中，并在55-58℃下浸没反射平面，反应3-5min；