[发明专利]一种检测铅的DNA电化学生物传感器

说明书

本发明公开了一种检测铅的DNA电化学生物传感器，由GR5‑DNAzyme和MXene纳米片构成敏感膜修饰在玻碳电极表面；将对Pb²⁺具有特异反应性的DNA酶GR5‑DNAzyme作为反应元件，利用二维过渡金属碳化物新材料MXene对DNA单双链不同的亲和力的特质，在玻碳电极GCE上构建了一种对Pb²⁺高灵敏度的检测电化学生物传感器。该传感器操作简单快捷，灵敏高效检测动物组织中的铅含量。可用于动物源性食品中铅含量的快速测定，为有效控制畜禽生产环节重金属对环境、动物机体、以及畜禽产品的危害和污染提供技术支撑。该生物传感器具有良好的回收率，可用于实际样品中的Pb²⁺检测，且在低浓度的时候对Pb²⁺有更好的反应。

技术领域

本发明属于动物性产品重金属检测技术领域，具体涉及一种检测铅的DNA电化学生物传感器。

背景技术

人类生产的工业活动中产生的铅污染，通过呼吸，土壤吸收，饲料污染等途径被动物摄入体内并蓄积。通过长期的铅蓄积，造成了动物的中毒及营养疾病，尤其是在家畜家禽上，铅污染造成了畜牧养殖业的重大损失。铅也会通过肉、蛋、奶等产品被人类所吸收，对人体健康造成威胁。因此可见对家禽家畜及其产品的重金属铅的检测分析显得尤为迫切和重要。传统的铅检测方法如原子吸收光谱法，分光光度法，电感耦合等离子体质谱法等，都需要大型设备、专业操作和实验室条件，不能适应时代发展的需要。结合生产实际，急需一种经济、方便、灵敏的方法来检测动物源性食品中铅含量。

发明内容

目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种检测铅的DNA电化学生物传感器，该传感器操作简单快捷，灵敏高效检测动物组织中的铅含量。

采用的技术解决方案是：

一种GR5-DNAzyme和MXene修饰的玻碳电极，以玻碳电极为基底电极，由GR5-DNAzyme和MXene纳米片构成敏感膜修饰在玻碳电极表面；其中，所述GR5-DNAzyme的两条寡脱氧核糖核酸链的序列为：

E-DNA：5′-CATCTCTGAAGTAGCGCCGCCGTATAGTGAGT-3′；

MB：5′-CACCACAAAACTCACTATrAGGAAGAGATGAAAGTGGTG-3′。

在一些实施例中，所述的GR5-DNAzyme和MXene修饰的玻碳电极，制备方法包括：

(1)MXene悬浊液溶液的配制：将MXene和Nafion全氟磺酸型聚合物溶液混合，制成MXene悬浊液；

(2)MXene-GCE的制备：将MXene悬浊液滴涂于玻碳电极GCE表面，真空干燥，得到MXene修饰的玻碳电极MXene-GCE；优选的，真空20～35℃下干燥；

(3)GR5-DNAzym-MXene-GCE的制备：将GR5-DNAzyme溶液滴涂于MXene-GCE的MXene纳米片上，干燥，即得GR5-DNAzyme和MXene修饰的玻碳电极GR5-DNAzym-MXene-GCE。优选的，20～35℃室温下风干。

在一些实施例中，所述MXene悬浊液的配置方法为：将250μL的5g/L MXene母液和1mL CH₃CH₂OH混合，再加入20μL 5wt％的Nafion(全氟磺酸型聚合物)溶液，充分超声混匀，形成MXene悬浊液。

在一些实施例中，所述MXene的制备方法，包括：将Ti₃AlC₂前驱体通过HF刻蚀和剥离制备成MXene。

第二方面，提供一种电化学传感器，包括所述的GR5-DNAzyme和MXene修饰的玻碳电极。