硫堇功能化复合膜电化学DNA传感器及其应用   0    0

本发明公开了一种硫堇功能化还原的氧化石墨烯/类水滑石电化学DNA传感器及其制备方法和应用。先以ZIF‑67为模板制备了钴铝类水滑石，经与氧化石墨烯静电组装制备了氧化石墨烯/类水滑石复合物，通过硫堇功能化和水合肼还原制得了硫堇功能化还原的氧化石墨烯/类水滑石纳米复合物，制备了修饰电极，再将副溶血弧菌探针ssDNA通过静电作用固定在修饰电极表面，制备所述的副溶血弧菌DNA传感器。该DNA传感器具有良好的灵敏性和选择性、较低的检测限和较宽的线性范围。该制备方法包括：电极修饰材料的制备；电化学副溶血弧菌DNA传感器的制备；电化学副溶血弧菌DNA传感器与目标DNA的杂交；传感器电化学信号检测。

1.一种硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石的电化学DNA传感器，其特征在于所述电化学DNA传感器以金电极为基底电极，以硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石复合膜为电极修饰材料；探针ssDNA通过静电作用及非价键相互作用固定在修饰电极表面；所述硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石复合膜是先以ZIF‑67模板衍生制备类水滑石，然后再通过静电相互作用与氧化石墨烯复合，再通过硫堇功能化和水合肼还原氧化石墨烯/类水滑石复合物，制得硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石纳米复合物；所述类水滑石为钴铝型类水滑石，记为CoAl‑LDH；所述金电极记为GE；所述还原氧化石墨烯记为rGO；所述硫堇记为Thi；所述硫堇功能化还原氧化石墨烯水滑石记为Thi‑rGO‑LDH；
硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石的电化学DNA传感器的制备方法包括以下具体步骤：
(1)CoAl‑LDH的制备
将720mg Co(NO3)2·6H2O和20mg CTAB溶于50mL甲醇溶液中，在25～60℃搅拌条件下将
50mL浓度为32mg/mL的2‑甲基咪唑甲醇溶液滴加至上述甲醇溶液中，搅拌15min，在相同温度下老化24h，离心收集沉淀，分别用水和甲醇依次洗涤3次，干燥后即为ZIF‑67；称取40mg ZIF‑67分散于20mL乙醇中，超声30min，在搅拌条件下，将50～200mg的Al(NO3)3·9H2O溶于
10mL乙醇中缓慢滴加到上述溶液中，混合物在50～150℃下搅拌回流1.5h，紫色溶液慢慢变成淡粉色，通过离心收集沉淀，用乙醇洗涤3次后即为CoAl‑LDH；
(2)Thi‑rGO‑LDH复合物的制备
将一定量所得GO分散于去离子水中，超声分散2h，得到浓度为1.0mg/mL的GO分散液；再将20mg CoAl‑LDH分散于20mL水中，超声分散均匀，在搅拌条件下，将10mL上述GO分散液缓慢滴加上述分散液中，搅拌1h，离心收集沉淀，分别用水和无水乙醇洗涤3次后即为GO‑LDH复合物；50mL浓度0.1～0.5mg/mL GO‑LDH溶液与10mL浓度为2mM的Thi溶液室温条件下混合搅拌16h，然后200μL 80％的NH2NH2·H2O溶液逐滴加入其中，继续搅拌10min，将所得混合物在50～150℃回流1h；离心收集黑色沉淀，经去离子水洗涤3次，室温干燥即得Thi‑rGO‑LDH；
(3)Thi‑rGO‑LDH修饰金电极的制备
金电极分别用0.3μm和0.05μm的A12O3抛光粉抛光后，用去离子水冲洗干净，分别用去离子水和乙醇进行超声处理；将步骤(2)中得到的Thi‑rGO‑LDH复合物超声分散于去离子中，配制成浓度为2mg/mL的分散液，取0.5～50μL该分散液滴涂在处理好的金电极表面，室温下自然晾干，得到Thi‑rGO‑LDH修饰的金电极，记为Thi‑rGO‑LDH/GE；
(4)DNA传感器的制备
将1～100μL浓度为1μM的探针ssDNA滴涂到修饰电极表面，25～70℃下孵育2h，由于DNA与Thi的静电作用，将ssDNA固定到修饰电极上，然后用PBS进行冲洗，除去未固定的探针DNA；然后在35℃将10μL不同浓度的互补DNA滴加到上述修饰电极表面孵育60分钟，用PBS进行冲洗，去除未杂交的目标DNA完成电化学DNA传感器的制备。

2.根据权利要求1所述硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石的电化学DNA传感器，其特征在于制备方法步骤(1)中制备ZIF‑67的过程中，加热温度为30‑50℃；步骤(2)中用NH2NH2·H2O还原时的温度为80‑120℃，该步骤所得Thi‑rGO‑LDH复合物中LDH保持了多面体结构，其粒径大小为20‑50nm；步骤(4)中使用的PBS的浓度为0.1mol/L，pH为7；该步骤所得DNA传感器克服了探针的标记或指示剂的使用，同时保持了传感器良好的灵敏度和选择性。

3.根据权利要求1或2所述的一种硫堇功能化还原氧化石墨烯/类水滑石的电化学DNA传感器用于副溶血弧菌的检测。