一种用于检测银的生物传感器及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于检测银的生物传感器及其制备方法和应用，该生物传感器包括一在三电极系统中用作工作电极的玻碳电极，玻碳电极的反应端表面修饰有金纳米团簇，金纳米团簇表面修饰有有序介孔碳，有序介孔碳表面修饰有纳米金层，纳米金层表面自组装有可通过C-Ag-C错配形成双链的C1探针。其制备方法包括修饰金纳米团簇、修饰有序介孔碳、电沉积纳米金、组装C1探针等步骤。其应用方法为：首先建立三电极系统，然后将生物传感器的玻碳电极反应端置于待测溶液中反应2h，再根据银离子浓度与阻值差的变化测定待测溶液中的银离子浓度。本发明的生物传感器具有制作简单、使用寿命长、抗干扰能力强、检测精度和效率高等优势。
【专利说明】—种用于检测银的生物传感器及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物传感器【技术领域】，尤其涉及一种用于检测银的生物传感器及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]水和土地是最宝贵的自然资源，是我们人类赖以生存和社会经济、农业生产的根本。但是，自20世纪80年代以来，随着我国城市化进程的加速，工农业的飞速发展，大量环境污染物排入环境中，造成了水土环境质量的严重下降，从而影响了生态系统的平衡。在排入环境系统中的大量污染物中，重金属是不可忽视的重要来源。据统计，2009年以来，我国已经陆续发生了 30多起特大重金属污染事件。2011年，国务院通过了《重金属综合防治“十二五”规划》，这是我国首次针对重金属污染综合防治的五年规划，这表明重金属污染已成为不可忽视的公共安全问题。重金属是指比重(即相对密度)超过5g/cm2的金属元素或化合物，主要指汞、镉、铅、铬、锌、镍、铜及类金属砷等。尽管有些重金属元素是生命活动所必需的微量兀素，但大部分重金属兀素在人体内超过一定浓度时就会引起中毒。重金属与其他污染物相比，它们无法被微生物降解成无害物质，且一旦进入水体或土壤，可以通过生物富集，累积在生物体内，一方面影响自然生态系统的平衡和正常发展，例如水体中的Zn、MnXu能抑制月形藻的生长，当它们在鱼体内积累时会影响鱼的性别和生长。另一方面，重金属也可以通过食物链和生物累积放大，进入人体内，引起各种急性或慢性中毒，严重危害人体健康，例如水中过量的Pb能够抑制人体胚胎神经的正常发育，导致骨萎缩和痴呆。
[0003]Ag作为一种生产工业中不可或缺的重金属，已经被广泛应用于摄影、电池以及半导体行业，此外，微量的Ag具有很好的杀菌作用，常被用来杀菌消毒，但是如果大量摄入Ag，会导致人体皮肤颜色发生不可逆的变化，严重的时候，还会引发血小板减少，支气管疾病，影响人体的协调性和视力等。目前，已有文献指出银离子(Ag+)能够使含巯基的酶失活，并结合多种代谢产物上的氨基、咪唑基和羧基，有越来越多的信息指出Ag+有着潜在的毒性，它能够和很多潜在的营养物质，特别是硒(Se)、铜(Cu)、维生素E和维生素B12相互作用，从而影响人体健康。
[0004]近些年来，关于Ag+的检测方法有很多，如电热原子吸收分光光度法(ETAAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)、伏安法、电位测定法和荧光法等等，尽管这些方法具有高灵敏性和选择性，但是这些方法样品处理复杂，仪器昂贵或者耗时长，需要专门的操作技术人员，检测成本高，经济效益相对较低。
[0005]现今，电化学及生物学检测技术日益发展成熟，这为环境样品中重金属离子的快速检测提供了各种可行的技术手段，如电化学分析法-阳极溶出伏安法(ASV)和重金属离子的生物学检测方法(即检测各种重金属离子的生物传感器)等，其中重金属离子生物学检测方法包括免疫检测技术和DNA检测技术。运用生物传感器来检测环境中的重金属、病原微生物、有毒有机物时，生物传感器具有特异性强、检测灵敏度高、检测效率高、成本低廉的特点，因此成为了环境保护工作中的一个研究热点。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使用寿命长、抗干扰能力强、检测精度和效率高的用于检测银的生物传感器，此外相应提供一种方法简单、成本低廉、制作快速的生物传感器的制备方法，在此基础上，还提供一种前述生物传感器的应用，该应用能够以低成本、简化操作、快速响应、高检测精度及较强抗干扰性等特点实现对银离子的高效检测。
[0007]为解决上述技术问题，提供了一种用于检测银的生物传感器，包括一在三电极系统中用作工作电极的玻碳电极，前述玻碳电极的反应端表面修饰有金纳米团簇，前述金纳米团簇表面修饰有有序介孔碳，前述有序介孔碳表面修饰有纳米金层，前述纳米金层表面自组装有6-巯基乙醇修饰的可通过C-Ag-C错配形成双链的Cl探针。
[0008]进一步的，前述Cl探针为具有SEQ ID N0.1前述的核苷酸序列。
[0009]前述的生物传感器中，Cl探针可以与任一与之通过C-Ag-C错配形成双链的探针连接，从而达到检测环境中银离子的目的，本申请中优选的探针为C2探针，C2探针可以与Cl探针通过C-Ag-C错配形成双链。进一步的，C2探针为具有SEQ ID N0.2前述的核苷酸序列。
[0010]进一步的，生物传感器还包括连接前述Cl探针3’端和C2探针5’端的C3探针。进一步的，C3探针为具有SEQ ID N0.3前述的核苷酸序列。
[0011]作为本发明的同一技术构思，本发明还提供了上述的生物传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0012]S1、修饰金纳米团簇:制作一玻碳电极,将金纳米团簇电沉积于前述玻碳电极的反应端表面得到金纳米团簇修饰的玻碳电极；
[0013]S2、修饰有序介孔碳:在前述金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面滴加有序介孔碳得到有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极；
[0014]S3、电沉积纳米金:在前述有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面电沉积纳米金粒子得到纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极；
[0015]S4、组装Cl探针:在前述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面滴加Cl探针，前述Cl探针通过金硫共价键固定在前述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，得到组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极。
[0016]进一步的，上述的生物传感器的制备方法还包括以下步骤:
[0017]S5、将前述组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极浸泡在C2探针和C3探针的混合溶液中，于37°C条件下培养lh，完成生物传感器的制备，C2探针浓度优选为2.5mM ；C3探针浓度优选为2.5mM。
[0018]进一步的，前述步骤SI中，前述电沉积法的扫描电位为-2.0?2.0V，扫描速率为50mV/s，扫描圈数为4圈；前述金纳米团簇是采用包括以下步骤的方法制得氯金酸、牛血清蛋白、氢氧化钠混合后搅拌反应12h以上得到前述金纳米团簇。
[0019]进一步的，前述步骤S2中的有序介孔碳悬浮液是采用包括以下步骤的方法制得:
[0020]S2-1、合成硅基分子筛SBA-15:将嵌段共聚物P123和正硅酸乙酯混合后在140?150°C下水浴、然后焙烧得到硅基分子筛SBA-15 ；
[0021]S2-2、合成有序介孔碳:前述硅基分子筛SBA-15与水、蔗糖、浓硫酸混合得到混合物，将前述混合物置于鼓风干燥箱中，以100°c温度下保持6h，然后将温度提高至160°C并保持6h，直至混合物变为黑色，然后将黑色的混合物置于惰性气体保护下进行高温热解得到热解产物，将前述热解产物进行洗涤、干燥步骤得到前述有序介孔碳。
[0022]进一步的，有序介孔碳配制成悬浮液滴加在金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，有序介孔碳悬浮液的浓度为0.5mg/mL。
[0023]进一步的，前述步骤S3中采用循环伏安法将纳米金粒子电沉积在前述有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，前述循环伏安法中扫描电位为O?1.6V,扫描速率为20mV/s，扫描圈数为6圈。
[0024]进一步的，前述步骤S4具体为:将浓度为5?10 μ M的Cl探针滴加在前述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，在4°C下反应12h (反应时间还可以是12小时以上)，再转入ImM的6-巯基乙醇溶液中培养2h (培养时间还可以是2小时以上)得到前述组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极。Cl探针滴加的体积为5?10 μ L。
[0025]作为本发明的同一技术构思，本发明还提供了一种采用前述的生物传感器或采用前述制备方法制得的生物传感器在检测银中的应用应用，包括以下步骤:
[0026](I)以生物传感器的玻碳电极作为工作电极浸泡在铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中建立三电极系统，将前述三电极系统与电化学工作站连接，测试交流阻抗谱；
[0027](2)然后将玻碳电极浸泡在含银离子的缓冲溶液中2h，取出洗净、干燥后浸泡在铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中以相同的方式测试交流阻抗谱；
[0028](3)根据银离子浓度与阻值差的变化构建线性回归方程，即可测定待测溶液中的银离子。
[0029]进一步的，前述银离子浓度与阻值差的变化的线性回归方程为:
[0030]y = -263.8762x+3347.8450 (I)
[0031]式(I)中，y为银离子检测时交流阻抗图谱阻值的变化负值，即- ARct ；x为待测溶液中银离子浓度值自然对数负值，即_log[Ag+];式(I)的相关系数R = 0.9758，银离子检测线性范围为1X10—5?1父101，检测下限为9父10-1°皿。
[0032]进一步的，前述铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中铁氰的浓度为5.0mM，亚铁氰的浓度为5.0mM, KCl的浓度为0.1mM。
[0033]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0034](I)本发明提供的用于检测银的生物传感器具有优化的微观结构。首先，将玻碳电极用金纳米团簇修饰，使有序介孔碳能够更多，更稳定的固定在修饰电极表面，使得金纳米团簇与有序介孔碳形成的复合膜更均匀，同时也提高了传感器的使用寿命；其次，有序介孔碳具有优越的电子传递能力和导电性能，能够显著提高生物传感器和待测溶液间电子的转移速度；电沉积纳米金粒子为Cl探针提供了结合位点，使得Cl探针通过金硫共价键(Au-S)能够稳定的固定在玻碳电极上，使生物传感器通过协同增效，大大提高了生物传感器的稳定性、重复性和传感器结构的可靠性，提高了生物传感器的检测水平。
[0035](2)本发明提供的用于检测银的生物传感器特异性强、检测精度、效率高、成本低廉，可以实现对银离子的高效检测。
[0036](3)本发明的生物传感器的制备方法不仅工艺步骤简单、工艺成本小，且制作效率闻。
[0037](4)本发明采用生物传感器检测重金属银离子的应用方法，生物传感器中Cl探针、C2探针与银离子通过C-Ag-C错配而特异性结合，从而使铁氰溶液中的氧化还原电子对发生改变，以改变交流阻抗谱，实现对银离子的快速和特异性检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0039]图1为本发明实施例1中生物传感器的自组装过程示意图。
[0040]图2为本发明实施例1的生物传感器检测Ag+时测得的交流阻抗图谱。
[0041]图3为本发明的金纳米团簇的透射电镜图。
[0042]图4为本发明的有序介孔碳的透射电镜图。
[0043]图5为本发明实施例3中Ag+溶液浓度与交流阻抗谱的阻值差的线性回归曲线图。
[0044]图6为本发明实施例1的生物传感器检测不同重金属离子得到交流阻抗图谱阻值图。
【具体实施方式】
[0045]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0046]以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
[0047]实施例1:
[0048]参照图1，一种用于检测银的生物传感器，包括一在三电极系统中用作工作电极的玻碳电极，玻碳电极的反应端表面修饰有金纳米团簇(AuNCs), AuNCs表面修饰有有序介孔碳(OMC)，OMC与AuNCs在玻碳电极的反应端表面形成AuNCs/OMC复合膜，再在AuNCs/OMC复合膜表面沉积一层纳米金粒子(AuNPS)形成AuNCs/OMC/AuNPS复合膜，可通过C-Ag-C错配形成双链的Cl探针通过与AuNCs/OMC/AuNPS复合膜上的纳米金粒子(AuNPS)形成金硫共价键(Au-S)固定在AuNCs/OMC/AuNPS复合膜修饰的生物传感器的反应端表面；C2探针的3’端“AGT-CTG-ATCG”与Cl探针5’端“TCA-GAC-TAGC”通过碱基互补配对连接，C3探针连接Cl探针3’端“CC-TGC”和C2探针5’端“GG-ACG”;其中Cl探针3’端上的“GCAGG”与C3探针3’端上的“CCTGC”互补配对连接，C2探针5’端上的“GCAGG”与C3探针5’端上的“CCTGC”互补配对连接。
[0049]Cl探针为具有SEQ ID N0.1前述的核苷酸序列，具体为:
[0050]5，-HS-(CH2)6_SS_(CH2)6-TCA-GAC-TAGC—CCC-CCC-CCC-CCC-GG-ACG-3，。
[0051]C2探针为具有SEQ ID N0.2前述的核苷酸序列，具体为:
[0052]3’ -AGT-CTG-ATCG-CCC-CCC-CCC-CCC-GG-ACG-5’。
[0053]C3探针为具有SEQ ID N0.3前述的核苷酸序列，具体为:
[0054]5， -CC-TGC-TTT-CGT-CC-3，。
[0055]当待测的水体中存在银离子时，银离子可与Cl探针和C2探针上的胞嘧啶(G)形成C-Ag-C错配，在形成错配的过程中产生的电阻变化，通过电阻变化对银离子进行定性定量检测。
[0056]参见图2，图2A为将实施例1的生物传感器检测不含银离子的待测溶液得到的交流阻抗图谱，图2B为将实施例1的生物传感器检测银离子浓度为10_5M的待测溶液得到的交流阻抗图谱，其中圖3表示未加Cl探针、C2探针和C3探针的生物传感器检测待测溶液得到的交流阻抗图谱；?表示加入Cl探针、C2探针和C3探针的生物传感器(即实施例1的生物传感器)在未检测待测溶液时测得的交流阻抗图谱，〇表示加入Cl探针、C2探针和C3探针的生物传感器(即实施例1的生物传感器)插入待测溶液中浸泡培养2h之后测得的交流阻抗图谱。
[0057]从图2中可知，实施例1的生物传感器可以检测待测溶液中是否存在银离子，并根据电阻的大小判断银离子的浓度。
[0058]实施例2
[0059]一种前述用于检测银的生物传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0060]S1、修饰AuNCs:制作一玻碳电极，将AuNCs电沉积于前述玻碳电极的反应端表面得到AuNCs修饰的玻碳电极；其中电沉积的扫描电位为-2.0?2.0V,扫描速率为50mV/s，扫描圈数为4圈。玻碳电极的制作方法按照常规的方法制作。
[0061]所用AuNCs采用包括以下步骤的方法制得:
[0062]先将恒温油浴锅的温度设置为37°C，三颈圆底烧瓶置于油浴锅内用试管夹固定，待准备就绪后开始实验。37°C条件下，将5mL浓度为1mM的HAuCl4溶液和5mL浓度为50mg/mL的牛血清蛋白(BSA)溶液依次加入三颈圆底烧瓶中，混合剧烈搅拌2min(l?5min均可)。随后加入0.5mL浓度为IM的NaOH溶液得到混合溶液，将混合溶液在37°C条件下搅拌12h(12h以上均可)，直至混合溶液由淡黄色变为红棕色停止搅拌，得到AuNCs溶液。将制得的AuNCs溶液离心分离去除上清液后得到AuNCs，将AuNCs放置在4°C的冰箱中储备待用。
[0063]图3为合成的金纳米团簇(AuNCs)的透射电镜图。从图3可知:合成的AuNCs分布均匀，呈比较好的单一分散性，且粒径极小，在5nm以下。
[0064]在AuNCs的制备方法中，HAuCl4的添加量还可以为4?10mL，BSA的添加量还可以为4?1mL0
[0065]S2、修饰OMC:在前述AuNCs修饰的玻碳电极的反应端表面滴加浓度为0.5mg/mL的OMC悬浮液，使前述OMC与前述AuNCs形成复合膜得到AuNCs/OMC修饰的玻碳电极；
[0066]所用OMC采用包括以下步骤的方法制得:
[0067]S2-1、合成硅基分子筛SBA-15:将嵌段共聚物P123置于盐酸中溶解得到嵌段共聚物P123溶液，然后在嵌段共聚物P123溶液逐滴加入正硅酸乙酯，搅拌后在30?35°C下水浴加热20h，再转移至反应釜中，在140?150°C条件下水浴加热24h得到混合液，将混合液抽滤取沉淀，用去离子水洗涤至中性，风干，再放入电阻炉中焙烧升温速度为1°C /min，上升至550°C保持4h，得到硅基分子筛SBA-15 ；
[0068]S2-2、合成OMC:取Ig步骤S2-1制得的硅基分子筛SBA-15与5ml水、1.25g的蔗糖、0.14g的浓硫酸混合得到混合物，将混合物置于鼓风干燥箱中，以100°C温度干燥6h，然后将温度提高至160°C后并保持6h后，混合物的颜色变为黑色，然后将黑色的混合物置于具有氮气保护氛围的石英管式炉中，进行高温热解(高温热解的方式为:以2K/min的速率将温度升至1173.15K并保持2h)得到热解产物，将热解产物用NaOH溶液洗涤两次以去除热解产物中的二氧化硅分子筛模板；洗涤方式为:将热解产物在3mol/L的NaOH溶液中以80°C加热lOmin。最后将洗涤后的热解产物用去离子水洗涤至中性，在100°C下干燥4小时得到OMC。
[0069]将OMC混悬于水中配制成浓度为0.5mg/mL的OMC悬浮液。
[0070]图4为制得的OMC的透射电镜图。从图4中可知OMC粒子大部分为棒状，其长度为700?800nm,宽度为300?500nm。
[0071]S3、电沉积AuNPS:在前述AuNCs/OMC修饰的玻碳电极的反应端表面通过循环伏安法(扫描电位为O?1.6V，扫描速率为20mV/s，扫描圈数为6圈)电沉积AuNPS，使前述AuNCs/OMC修饰的玻碳电极的反应端表面形成AuNPS层，待AuNPS层电沉积完成后，用超纯水冲洗玻碳电极，干燥得到AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极。
[0072]S4、组装Cl探针:在AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极的反应端表面滴加10 μ L (体积为5?10 μ L均可实施)浓度为10 μ M (浓度为5?10 μ M均可实施)的Cl探针，在4°C下反应12h，使Cl探针能够充分固定在AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极的反应端表面得到组装有Cl探针的AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极。
[0073]用Tris-HClO4冲洗前述组装有Cl探针的AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极，然后再浸泡在ImM的6-巯基乙醇溶液中培养2h，然后用Tris-HClO4冲洗，干燥待用；
[0074]S5、将组装有Cl探针的AuNCs/OMC/AuNPS修饰的玻碳电极浸泡在C2探针和C3探针的混合溶液中(C2探针和C3探针的浓度均为2.5mM)，于恒温水浴锅中以37°C条件下培养lh，然后取出反应完成的玻碳电极，用Tris-HClOd^冲溶液(PH8.0)冲洗，干燥后待用，完成生物传感器的制备。
[0075]实施例3
[0076]一种前述生物传感器或采用前述制备方法制得的生物传感器在检测银中的应用，包括以下步骤:
[0077](I)以生物传感器的玻碳电极作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，钼电极作为对电极，将玻碳电极用Tris-HClO4清洗干净后浸泡在铁氰(5.0mM)、亚铁氰(5.0mM)和KCl (0.1mM)的混合溶液中建立三电极系统，将前述三电极系统与电化学工作站连接，测试交流阻抗谱；
[0078](2)然后将玻碳电极浸泡在浓度分别为1X10-5M、1X10-6M、1X1(TM、1X10-8M、I X 10_9M的Ag+缓冲溶液中2h，取出洗净、干燥后浸泡在铁氰(5.0mM)、亚铁氰(5.0mM)和KCl (0.1mM)的混合溶液中以相同的方式测试交流阻抗谱；
[0079](3)根据银离子浓度与阻值差的变化构建线性回归方程。
[0080]图5是Ag+溶液浓度(单位为M)与交流阻抗谱的阻值差(单位为Ω )的线性回归曲线图，从图5中可知，银离子浓度与阻值差的变化的线性回归方程为:
[0081]y = -263.8762x+3347.8450 (I)
[0082]式(I)中，y为银离子检测时交流阻抗图谱阻值的变化负值，即- ARct ；x为待测溶液中银离子浓度值自然对数负值，即_log[Ag+];式(I)的相关系数R = 0.9758，银离子检测线性范围为1X10_5~1X10_9M，检测下限为ΘΧΙΟ,Μ(检测下限按照按照3倍空白样的标准偏差计算)。
[0083]实验例
[0084]为了进一步验证实施例1的生物传感器及其检测方法的检测效果，现将五组不同银离子浓度的待测溶液用实施例1的生物传感器进行测定(测定方法参照实施例3)，进行回收率实验。
[0085]具体的实验步骤:取自湘江橘子洲大桥段的河水，经过滤后测定河水中的银离子的浓度为O。将河水平均分为五份，配制成确定浓度的待测溶液。将实施例1的生物传感器按照实施例3的检测方法检测待测溶液中的银离子浓度，结果列于表1中。
[0086]表1:五组待测溶液的回收率验证结果
[0087]
【权利要求】
1.一种用于检测银的生物传感器，包括一在三电极系统中用作工作电极的玻碳电极，其特征在于，所述玻碳电极的反应端表面修饰有金纳米团簇，所述金纳米团簇表面修饰有有序介孔碳，所述有序介孔碳表面修饰有纳米金层，所述纳米金层表面自组装有可通过C-Ag-C错配形成双链的Cl探针。
2.根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，所述Cl探针为具有SEQID N0.1所述的核苷酸序列。
3.根据权利要求1或2所述的生物传感器，其特征在于，所述生物传感器还包括与所述Cl探针通过C-Ag-C错配形成双链的C2探针、连接所述Cl探针3’端和C2探针5’端的C3探针。
4.根据权利要求3所述的生物传感器，其特征在于，所述C2探针为具有SEQID N0.2所述的核苷酸序列；所述C3探针为具有SEQ ID N0.3所述的核苷酸序列。
5.一种如权利要求1至4中任意一项所述生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、修饰金纳米团簇:制作一玻碳电极,将金纳米团簇电沉积于所述玻碳电极的反应端表面得到金纳米团簇修饰的玻碳电极； 52、修饰有序介孔碳:在所述金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面滴加有序介孔碳得到有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极； 53、电沉积纳米金:在所述有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面电沉积纳米金粒子得到纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极； 54、组装Cl探针:在所述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面滴加Cl探针，所述Cl探针通过金硫共价键固定在所述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，得到组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤: 55、将所述组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极浸泡在C2探针和C3探针的混合溶液中培养lh。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤SI中，所述电沉积的扫描电位为-2.0?2.0V，扫描速率为50mV/s，扫描圈数为4圈；所述金纳米团簇是采用包括以下步骤的方法制得:将氯金酸、牛血清蛋白、氢氧化钠混合后搅拌反应12h以上得到所述金纳米团簇。
8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的有序介孔碳是采用包括以下步骤的方法制得: S2-1、合成硅基分子筛SBA-15:将嵌段共聚物P123和正硅酸乙酯混合后在140?150°C下水浴、然后焙烧得到硅基分子筛SBA-15 ； S2-2、合成有序介孔碳:所述硅基分子筛SBA-15与水、蔗糖、浓硫酸混合得到混合物，将所述混合物置于100?160°C温度下干燥直至混合物变为黑色，然后将黑色的混合物置于惰性气体保护下进行高温热解得到热解产物，将所述热解产物进行洗涤、干燥步骤得到所述有序介孔碳。
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用循环伏安法将纳米金粒子电沉积在所述有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，所述循环伏安法的扫描电位为O?1.6V，扫描速率为20mV/s，扫描圈数为6圈。
10.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4具体为:将5?10 μ M的Cl探针滴加在所述纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极的反应端表面，在4°C下反应12h，再转入ImM的6-巯基乙醇溶液中培养2h得到所述组装有Cl探针的纳米金/有序介孔碳/金纳米团簇修饰的玻碳电极。
11.一种用权利要求1至4中任意一项所述的生物传感器或采用权利要求5至10中任意一项所述制备方法制得的生物传感器在检测银中的应用，其特征在于，包括以下步骤: (1)以生物传感器的玻碳电极作为工作电极浸泡在铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，测试交流阻抗谱； (2)然后将玻碳电极浸泡在含银离子的缓冲溶液中2h，取出洗净、干燥后浸泡在铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中测试交流阻抗谱； (3)根据银离子浓度与阻值差的变化构建线性回归方程，即可测定待测溶液中的银离子。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述银离子浓度与阻值差的变化的线性回归方程为:
y = -263.8762x+3347.8450 (I) 式(I)中，y为银离子检测时交流阻抗图谱阻值的变化负值，即-ARct;X为待测溶液中银离子浓度值自然对数负值，即_log[Ag+];式(I)的相关系数R = 0.9758，银离子检测线性范围为1Χ1(Γ5?1\101，检测下限为9父10,]?。
13.根据权利要求11或12所述的应用，其特征在于，所述铁氰、亚铁氰和KCl的混合溶液中铁氰的浓度为5.0mM，亚铁氰的浓度为5.0mM, KCl的浓度为0.1mM。
【文档编号】G01N27/327GK104165915SQ201410405908
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】汤琳, 谢霞, 周耀渝, 曾光明, 董浩然, 章毅, 陈俊, 王敬敬, 汤晶 申请人:湖南大学