1.本发明属于分析化学技术领域，特别是涉及一种基于三维网格结构的掺硼金刚石电化学适应传感器的制备方法。
背景技术：2.头孢喹诺(cfq)作为第四代动物头孢菌素类药物，与前三代头孢菌素类相比，具有抑菌谱广、活性强、生物利用度高、吸收快、消除半衰期长、对β-内酰胺酶稳定性高等优点，对革兰氏阳性菌和阴性菌均有较高的抑制作用。因此，cfq主要用于预防和治疗动物临床疾病，包括呼吸道感染、乳腺炎、败血症，以及猪和牛敏感细菌引起的母猪子宫炎和乳综合征；值得注意的是，cfq具有较长的生物半衰期，在动物中代谢后以原始形式排出，这不可避免地导致动物源性食品中存在大量的cfq残留，污染水环境。传统的头孢菌素残留检测方法主要包括微生物检测、酶联免疫分析、固相萃取和液相色谱—质谱，这些方法的检测限为10-10
至10-7
moll-1
；但是这些方法在实际应用中存在许多问题，包括样品预处理复杂、费时费力、设备昂贵、灵敏度低、无法满足现场快速检测的要求。因此，迫切需要一种简单、有效的痕量cfq检测技术。
3.众所周知，掺硼金刚石(bdd)具有优异的物理和化学性能、较宽的电位窗口和较低的背景电流；此外，bdd还显示出稳定的电化学性能和优良的化学惰性。因此，bdd被认为是一种有吸引力的电极材料，可用于构建高性能电化学适应体传感器；现有的掺硼金刚石传感器是以选用单晶si片作为pdf薄膜沉积的衬底，沉积过程中氢气和甲烷的混合气作为反应气体，制备出二维掺硼金刚石，然后zn粒子以树枝状的形态沉积到bdd表面，然后将zn粒子与au
3+
发生置换反应，最终在金刚石表面形成枝金结构在上方连接适配体。但由于cfq的电活性较弱，灵敏度不高，造成检测极限低。
技术实现要素：4.本发明是为了解决头孢喹诺检测困难，检测线比较高，传统传感器不能特异性检测的问题，提供了一种用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法。
5.本发明用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法是按以下步骤进行：
6.一、按照设计需要裁剪铜网，然后将铜网在金刚石粉末溶液中超声20min，得到预处理铜网；
7.二、将预处理铜网作为衬底材料，以h2、ch4和b作为气体源，采用微波等离子化学气相沉积法在衬底材料上生长硼掺杂多晶金刚石，然后采用浓硫酸和浓硝酸的混合液煮沸刻蚀铜网，去离子水清洗后得到自支撑金刚石网；
8.三、采用离子溅射法在自支撑金刚石网上沉积金薄膜，得到纳米金颗粒复合金刚石网；
9.四、将纳米金颗粒复合金刚石网置于高温烧结炉，在空气条件下在650℃下氧化45s，得到au-nps/bdd电极；
10.五、将au-nps/bdd电极浸泡在适配体中，并在37℃下组装12h，采用去离子水冲洗后，得到aa/bdd电极；将aa/bdd电极置于1mmol l-1
6-巯基-1-己醇中，然后在常温下组装，持续1h，mch覆盖了未被适配体占据的aa/bdd电极表面反应位点，得到maabd适配体传感器。
11.本发明的优点：
12.1、本发明以铜网为基底的制备三维bdd网。用au-nps、适配体和6-巯基-1-己醇(mch)改变bdd电极表面，制备电化学适配体传感器，具有重复率高，灵敏度高的特点；所得电化学适配体传感器在1.4
×
10-15
～1.10
×
10-9
moll-1
的浓度范围具有较宽的线性关系，检测线达到0.99
×
10-14
moll-1
。
附图说明
13.图1为用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备工艺流程图；
14.图2为实施例步骤三的纳米金颗粒复合金刚石网的sem图；
15.图3为图2中网格结构的局部放大图；
16.图4为实施例步骤三的纳米金颗粒复合金刚石网的高倍sem图；
17.图5为实施例步骤三的纳米金颗粒复合金刚石网的xrd图；
18.图6为步骤三的纳米金颗粒复合金刚石网的拉曼光谱图；
19.图7为实施例制备的maabd适配体传感器的实物图。
具体实施方式
20.具体实施方式一：本实施方式一种用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法是按以下步骤进行：
21.一、按照设计需要裁剪铜网，然后将铜网在金刚石粉末溶液中超声20min，得到预处理铜网；
22.二、将预处理铜网作为衬底材料，以h2、ch4和b作为气体源，采用微波等离子化学气相沉积法在衬底材料上生长硼掺杂多晶金刚石，然后采用浓硫酸和浓硝酸的混合液煮沸刻蚀铜网，去离子水清洗后得到自支撑金刚石网；
23.三、采用离子溅射法在自支撑金刚石网上沉积金薄膜，得到纳米金颗粒复合金刚石网；
24.四、将纳米金颗粒复合金刚石网置于高温烧结炉，在空气条件下在650℃下氧化45s，得到au-nps/bdd电极；
25.五、将au-nps/bdd电极浸泡在适配体中，并在37℃下组装12h，采用去离子水冲洗后，得到aa/bdd电极；将aa/bdd电极置于1mmol l-1
6-巯基-1-己醇中，然后在常温下组装，持续1h，mch覆盖了未被适配体占据的aa/bdd电极表面反应位点，得到maabd适配体传感器。
26.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中h2、ch4和b的体积比为200:8:2.5。其它与具体实施方式一相同。
27.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中纳米金颗粒复合金刚石网的厚度为48μm。其它与具体实施方式一相同。
28.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：纳米金颗粒的平均尺寸为8～10nm，纳米金颗粒密度为4
×
10
11
cm-2
～5.1
×
10
11
cm-2
。其它与具体实施方式一相同。
29.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤五中所述适配体由巯基修饰的碱基序列组成。其它与具体实施方式一相同。
30.本实施方式中所述适配体的碱基序列引自wang l,wang c,li h.selection ofdna aptamers and establishment ofan effective aptasensor for highly sensitive detection of cefquinome residues in milk[j].analyst,2018,143(13):3202-3208。
[0031]
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
[0032]
实施例一：一种基于三维网格结构的掺硼金刚石(bdd)电化学适应传感器的制备方法是按以下步骤进行：
[0033]
一、按照设计需要裁剪铜网，然后将铜网在金刚石粉末溶液中超声20min，得到预处理铜网；
[0034]
二、将预处理铜网作为衬底材料，以h2、ch4和b作为气体源，采用微波等离子化学气相沉积法，在衬底材料上生长硼掺杂多晶金刚石，然后采用浓硫酸和浓硝酸的混合液煮沸刻蚀铜网，得到自支撑金刚石网；
[0035]
三、采用离子溅射法在自支撑金刚石网上沉积金薄膜，得到纳米金颗粒复合金刚石网；
[0036]
四、将纳米金颗粒复合金刚石网置于高温烧结炉，在空气条件下在650℃下氧化45s，得到au-nps/bdd电极；
[0037]
五、将au-nps/bdd电极浸泡在适配体中，并在37℃下组装12h，采用去离子水冲洗后，得到aa/bdd电极；将aa/bdd电极置于1mmol l-1
6-巯基-1-己醇中，然后在常温下组装，持续1h，mch覆盖了未被适配体占据的aa/bdd电极表面反应位点，得到maabd适配体传感器。
[0038]
所述maabd适配体传感器依次采用2mmol l-1
氯化镁、1mmol l-1
氯化钙、10mmol l-1
tris-hcl、5mmol l-1氯化钾、0.8mmol l-1
氯化钠进行洗涤；
[0039]
所述0.1moll-1
氯化钾混有5mmol l-1
铁氰化钾作为混合电解质，然后进行电化学阻抗测试；电化学阻抗谱(eis)在10-2-10-5
hz的频率范围内，采用振幅为5mv的正弦扰动电压进行测定，每次实验均在室温下。
[0040]
称量牛奶：将牛奶转移至量筒中称量，体积记为5ml，在5ml牛奶中加入缓冲溶液，进行超声波振动15分钟。离心10分钟后，过滤上清液。最后，用标准添加法将不同浓度的cfq加入到制备的牛奶样品中。无cfq的样品为对照组。
[0041]
检测：采用标准加成法制备了含有不同浓度cfq的缓冲液。为了检测cfq，首先将maabd适配体传感器浸在浓度为1.00
×
10-14
的cfq的缓冲溶液中15min。接下来，用缓冲溶液冲洗maabd适配体传感器以去除非特异性吸收的cfq；最后，用eis测量电解液中清洗后的maabd适配体传感器，并记录不同cfq浓度引起的阻抗变化(rct)。特别是，在每次测量前，先测量触感器的初始阻抗值(rct0，不与cfq接触)。相对阻抗位移(ris)用(rct-rct0/rct0)表示。通过绘制ris与cfq浓度之间的线性曲线关系，得到传感器的检测限。
[0042]
制备的纳米金颗粒复合金刚石网表征如下：
[0043]
在图2的sem图像中，可以看出au-nps/bdd薄膜呈现出网状结构。金刚石颗粒致密，平均尺寸约为1.5μm。从图3中的插入图像可以看出，铜衬底蚀刻后，网格内部呈现中空结构，与二维平面bdd相比，增加了比表面积。在图中，au-nps(平均尺寸约9.4nm)均匀沉积在
bdd表面，其浓度约为5.1
×
10
11
cm-2
。由图5和图6可以看出，bdd网格具有较高的生长质量，由(111)金刚石晶粒组成。在拉曼光谱中，bdd网格在～1326cm-1
处呈现不对称金刚石带，在1200cm-1
处呈现宽峰中心。这是由于法诺效应和重硼掺杂导致的态浓度增加所致。
技术特征：1.一种用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，其特征在于用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法是按以下步骤进行：一、按照设计需要裁剪铜网，然后将铜网在金刚石粉末溶液中超声20min，得到预处理铜网；二、将预处理铜网作为衬底材料，以h2、ch4和b作为气体源，采用微波等离子化学气相沉积法在衬底材料上生长硼掺杂多晶金刚石，然后采用浓硫酸和浓硝酸的混合液煮沸刻蚀铜网，去离子水清洗后得到自支撑金刚石网；三、采用离子溅射法在自支撑金刚石网上沉积金薄膜，得到纳米金颗粒复合金刚石网；四、将纳米金颗粒复合金刚石网置于高温烧结炉，在空气条件下在650℃下氧化45s，得到au-nps/bdd电极；五、将au-nps/bdd电极浸泡在适配体中，并在37℃下组装12h，采用去离子水冲洗后，得到aa/bdd电极；将aa/bdd电极置于1mmoll-1
6-巯基-1-己醇中，然后在常温下组装，持续1h，mch覆盖了未被适配体占据的aa/bdd电极表面反应位点，得到maabd适配体传感器。2.根据权利要求1所述的用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中h2、ch4和b的体积比为200:8:2.5。3.根据权利要求1所述的用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，其特征在于步骤三中纳米金颗粒复合金刚石网的厚度为48μm。4.根据权利要求3所述的用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，其特征在于纳米金颗粒的平均尺寸为8～10nm，纳米金颗粒密度为4
×
10
11
cm-2
～5.1
×
10
11
cm-2
。5.根据权利要求1所述的用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，其特征在于步骤五中所述适配体由巯基修饰的碱基序列组成。
技术总结一种用于检测头孢喹诺的适配体传感器的制备方法，本发明属于分析化学技术领域，特别是涉及一种基于三维网格结构的掺硼金刚石电化学适应传感器的制备方法。本发明是为了解决头孢喹诺检测困难，检测线比较高，传统传感器不能特异性检测的问题。本发明通过使用金纳米颗粒、适配体和6-巯基-1-己醇对BDD网表面进行修饰；具有重复率高，灵敏度高的特点；本发明用于检测头孢喹诺。于检测头孢喹诺。于检测头孢喹诺。
技术研发人员：杨怡舟 王杨 陈雪梅 张一男 李佩伦
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
