基于ATRP和AuNPs的双扩增策略的比率型电化学检测试剂盒及检测分析ACE的应用

文档序号:42618474发布日期:2025-08-01 18:29阅读:35来源:国知局

本发明涉及一种基于atrp和aunps的双扩增策略的比例电化学检测试剂盒及检测分析ace的应用,属于生物分析。


背景技术:

1、啶虫脒(ace)是一种选择性ⅱ型烟碱乙酰胆碱受体激动剂,作用于昆虫中枢神经系统的烟碱型乙酰胆碱受体(nachrs),是应用最广泛的新烟碱类杀虫剂之一。作为有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等更危险农药的替代品,ace主要用于防治中药、农作物、果蔬中的蚜虫、飞虱等害虫。但由于过度不合理施用ace,引发了一系列亟待解决的相关农药残留问题。近年来,不少研究报道的常见食品和药材大都存在ace残留现象。有研究发现,ace及其有毒代谢物在哺乳动物体内长期累积会改变血液学、生化和结构特征,最后会导致神经、肝肾、免疫、生殖影响以及遗传毒性。ace残留问题对人类的健康和环境问题存在潜在的危害。因此,探讨研究简便、高效的ace检测技术对监测与评估ace农药污染水平和保障食品药品安全具有重要意义。

2、电化学传感器是近年来发展起来的一种相对比较成熟的小分子痕量检测手段,因为其具有灵敏度高、分析速度快、成本低、操作简单等优点,电化学传感器已逐渐在食品安全、环境监测和临床检测等检测分析领域广泛应用。但大多数传感器依赖单信号的输出检测目标分子。而这种单信号响应的传感器由于仪器或外界坏境的不可抗因素易造成假信号的干扰,特别是在复杂样品中检测微小含量的小分子目标物的情况下,且灵敏度不高。因此本发明的目的在于提供一种新的检测性能进一步提高的电化学检测方法。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的是提供基于聚合反应atrp和纳米材料aunps的双信号放大策略,以mb作为内参信号,通过静电吸附和插嵌的方式与ace适体-dna1结合,用于高灵敏检测ace的比率型电化学生物传感体系。该方法具有选择性好、稳定性高、高灵敏度、绿色环保等优点。

2、为了实现上述目的,本发明的技术方案一方面是提供一种基于atrp和aunps的双扩增策略的比率型电化学检测试剂盒,包括:金电极、dna1-apt、mch、mb、aunps-dna2、bmp、atrp反应液、edc、nhs、pbs缓冲液和超纯水。

3、进一步,dna1-apt的制备方法为:将2μm aptamer溶液与3μm dna1溶液等体积混合,室温孵育3h,得到1μm dna1-apt溶液。

4、进一步,aunps-dna2的制备方法为:将490μl aunps溶液与10μl 100μm dna2溶液在摇床上室温反应3h,得到aunps-dna2溶液。

5、进一步,atrp反应液的制备方法为:将20μl 10mm fmma溶液、20μl 2mm aa溶液、20μl 10mm cubr2/me6tren溶液和140μl 0.1m pbs缓冲液混合,得到atrp反应液。

6、进一步,aptamer序列为:5‘-sh-(ch2)6-ctgacaccatattatgaaga-3';

7、dna1序列为:5‘-sh-(ch2)6-tcttcataatatggtgtcag-3';

8、dna2序列为:5‘-sh-(ch2)6-ctgacaccatattat-(ch2)6-nh2-3'。

9、另一方面,本发明的技术方案是提供一种利用所述试剂盒检测ace的方法,包括以下步骤:

10、(1)将dna1-apt溶液滴加到金电极上,反应;

11、(2)将步骤(1)的电极浸泡在mch溶液中,反应;

12、(3)将mb溶液滴加到步骤(2)的电极上,反应;

13、(4)将待检测溶液滴加到步骤(3)的电极上,反应;

14、(5)将aunps-dna2溶液滴加到步骤(4)的电极上,反应;

15、(6)将活化的bmp溶液滴加到步骤(5)的电极上,反应;

16、(7)将步骤(6)的电极置于atrp反应液中,反应;

17、(8)将步骤(7)的电极置于pbs缓冲液中测量电化学信号。

18、进一步,先将金电极进行预处理,预处理方法为:将金电极打磨至镜面,清洗,吹干,备用。

19、进一步,步骤(1)的反应条件为室温反应过夜,或在37℃反应3h;步骤(2)的反应温度为37℃,时间为30~60min;步骤(3)的反应温度为37℃,时间为60~70min;步骤(4)的反应温度为37℃,时间为50~60min;步骤(5)的反应温度为37℃,时间为80~90min;步骤(6)的反应温度为37℃,时间为60~70min;步骤(7)的反应温度为37℃,时间为120~130min;步骤(8)的电化学信号检测条件为:电位扫描范围为0.2v~0.7v,步进电位为4mv,频率为25hz,幅度为25mv。

20、进一步,bmp的活化方法为:bmp溶液与等体积edc/nhs溶液混合,并放置在室温摇床上反应3h;bmp溶液浓度为3mm,edc/nhs溶液中edc的浓度为20mm,nhs的浓度为5mm。

21、另一方面,本发明的技术方案是提供一种所述试剂盒在检测ace中的应用。

22、另一方面,本发明的技术方案是提供一种所述试剂盒在制备检测ace产品中的应用。

23、本发明检测方法原理示意图如图1所示。

24、在本研究中,apt与dna1-sh碱基互补配对后通过au-s键连接在金电极表面。之后用mch封闭电极表面的剩余位点,阻断非特异性结合的干扰。内参信号mb通过静电吸附和插嵌的方式与dna1-apt结合。在apt特异性识别ace后,mb的电信号减弱,且aunps-dna2与dna1碱基互补配对修饰在电极上。之后,引发剂bmp通过酰胺键与dna2结合,通过引发atrp聚合,将信号单元fmma原位接枝在电极表面,并将聚合物作为该传感体系的增长信号。最后,通过实现了一种“此消彼长”的比率型策略电化学信号响应,达到对ace的电化学检测。此外,该方法具有选择性好、稳定性高、高灵敏度、绿色环保等优点,在生物分析检测领域具有广阔的应用前景。

25、本发明的有益效果:

26、1、本发明大大提高了检测灵敏度。

27、2、本发明具有高效、环保、操作简便等优点。

28、3、本发明提出基于atrp和aunps的双扩增策略的比例电化学传感体系用于检测分析ace的方案设计。本发明将一端修饰巯基的dna1与金电极通过au-s键相连接,然后用mch封闭电极表面的剩余位点,阻断非特异性结合的干扰。内参信号mb通过静电吸附和插嵌的方式与dna1-apt结合。在apt特异性识别ace后,mb的电信号减弱,且aunps-dna2与dna1碱基互补配对修饰在电极上。之后,引发剂bmp通过酰胺键与dna2结合,通过引发atrp聚合,将信号单元fmma原位接枝在电极表面,并将聚合物作为该传感体系的增长信号。最后,通过实现了一种“此消彼长”的比率型策略电化学信号响应,达到对ace的电化学检测。

29、4、在最佳研究条件下,研究了在不同ace浓度下该传感体系的双信号比率响应能力,在70pg/ml–300ng/ml范围内,ace浓度的对数与fmma/mb电流强度比值呈现良好的线性关系,线性回归方程为:ifmma/imb=1.71365lgcace+3.03591(r2=0.9977),检测限(lod)为19.26pg/ml。稳定性良好,在4℃下储存15天后,电极的峰值电流仍保持在初始值的91.69%。说明本发明对ace的检测具有灵敏度高、稳定性好以及重现性好的特点,在实际样品的检测中具有很大的潜力。

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