基于双网络水凝胶的抗污染电化学传感器及其制备与应用

本发明属于化学传感器，尤其涉及一种基于双网络水凝胶的抗污染电化学传感器及其制备与应用。

背景技术：

1、化学神经物质在大脑功能中起着非常重要的作用，研究人员通过检测人体中这些物质的相对含量来预防各种相关疾病。腺苷三磷酸(atp)是一种多功能核苷酸，被认为是生物学中的主要能量货币；它在调节细胞代谢、信号转导和其他生物过程中发挥着重要作用。作为帕金森病、阿尔茨海默病和低血糖等多种临床疾病的生物标志物，atp的检测非常重要。

2、目前，电化学、电化学发光、高效液相色谱、质谱(ms)、荧光、和其他方法已被用于atp的检测。在这些方法中，电化学传感器因其测试成本低、仪器操作简单、测试数据快速、灵敏度高而越来越受到关注。然而，由于被检测介质的复杂性和atp含量低，因此，电化学生物传感器的检测准确性常常由于生物污染而降低。因此，使用电化学传感器不受复杂环境污染地检测atp仍然是一个挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器，从而实现复杂血清环境下atp的准确检测。

2、为实现上述目的，首先，本发明提供了一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，所述抗污染电化学传感器为壳聚糖/dna水凝胶修饰玻碳电极，所述壳聚糖/dna水凝胶修饰玻碳电极的制备方法包括如下步骤：

3、(1)制备壳聚糖水凝胶

4、将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，得到壳聚糖溶液；

5、在壳聚糖溶液中加入naoh溶液和环氧氯丙烷，搅拌至完全混匀后，得到壳聚糖水凝胶；

6、(2)dna网络制备

7、将单链dna y1、单链dna y2和单链dna y3等比例混合，得到ydna溶液；

8、将所述ydna溶液加热后，冷却至室温，得到y型支架溶液；

9、(3)linker dna溶液制备

10、将dna适体使用蒸馏水溶解，得到dna适体溶液；

11、将所述dna适体溶液加热后，冷却至室温，得到linker dna溶液；

12、(4)电化学传感器制备

13、将干净的玻碳电极加入到所述壳聚糖水凝胶中，施加电位处理，得到壳聚糖修饰的玻碳电极；

14、将所述y型支架溶液滴在所述壳聚糖修饰的玻碳电极上，进行一次孵育后，滴加所述linker dna溶液进行二次孵育；

15、二次孵育结束后，使用水洗涤后，得到基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器。

16、优选地，所述步骤(1)中，每1.8g所述壳聚糖所对应的所述盐酸溶液体积为150ml，所述盐酸溶液的浓度为0.46％，所述naoh溶液的体积为9ml，所述naoh溶液的浓度为1mol/l，所述环氧氯丙烷的质量为0.36g。

17、优选地，所述步骤(2)中，所述ydna溶液的浓度为10μm；

18、所述加热的温度为95℃，所述加热的时间为5min。

19、优选地，所述步骤(2)中，所述单链dna y1的核酸序列如seq id no.1所示，所述单链dna y2的核酸序列如seq id no.2所示，所述单链dna y3的核酸序列如seq id no.3所示。

20、优选地，所述步骤(3)中，所述dna适体溶液的浓度为10μm；

21、所述加热的温度为95℃，所述加热的时间为5min。

22、优选地，所述步骤(3)中，所述dna适体的核酸序列如seq id no.4所示。

23、优选地，所述步骤(4)中，所述电位处理的条件为-1.00v，持续600s；

24、每个所述壳聚糖修饰玻碳电极上所滴加的所述y型支架溶液的体积为6μl，所述一次孵育的时间为2h；

25、每个所述壳聚糖修饰玻碳电极上所滴加的所述linker dna溶液的体积为3μl，所述二次孵育的时间为1h。

26、其次，本发明提供了一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器，所述抗污染电化学传感器由上述的制备方法制备得到。

27、其次，本发明提供了一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器检测复杂血清环境中atp的应用，所述抗污染电化学传感器由上述的制备方法制备得到。

28、优选地，所述复杂血清环境为血清浓度为5％-100％的血清环境。

29、本发明的有益效果在于：

30、本发明将壳聚糖水凝胶骨架和亲水dna网络形成双网络结构，从而实现了抗污染材料的多重抗污染效果。同时，本发明的实验结果表明，本发明所构建的基于壳聚糖水凝胶骨架和亲水dna双网络骨架的抗污染传感器对atp检测具有宽的线性范围，低的检出限和良好的选择性，尤其具有优异的准确性，可在复杂血清环境下保证电化学传感器不受干扰。

技术特征：

1.一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述抗污染电化学传感器为壳聚糖/dna水凝胶修饰玻碳电极，所述壳聚糖/dna水凝胶修饰玻碳电极的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，每1.8g所述壳聚糖所对应的所述盐酸溶液体积为150ml，所述盐酸溶液的浓度为0.46％，所述naoh溶液的体积为9ml，所述naoh溶液的浓度为1mol/l，所述环氧氯丙烷的质量为0.36g。

3.根据权利要求2所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述ydna溶液的浓度为10μm；

4.根据权利要求3所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述单链dna y1的核酸序列如seq id no.1所示，所述单链dna y2的核酸序列如seq id no.2所示，所述单链dna y3的核酸序列如seq idno.3所示。

5.根据权利要求4所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述dna适体溶液的浓度为10μm；

6.根据权利要求5所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述dna适体的核酸序列如seq id no.4所示。

7.根据权利要求6所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述电位处理的条件为-1.00v，持续600s；

8.一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器，其特征在于，所述抗污染电化学传感器由权利要求7所述的制备方法制备得到。

9.一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器检测复杂血清环境中atp的应用，其特征在于，所述抗污染电化学传感器由权利要求7所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的一种基于壳聚糖/dna双网络水凝胶的抗污染电化学传感器检测复杂血清环境中atp的应用，其特征在于，所述复杂血清环境为血清浓度为5％-100％的血清环境。

技术总结本发明提供了一种基于双网络水凝胶的抗污染电化学传感器及其制备与应用，属于化学传感器技术领域。本发明首先制备出微米级壳聚糖水凝胶，然后加入适配体链和DNA链，将纳米级DNA水凝胶结构加入至微米级壳聚糖水凝胶中，最终构建出基于超大比表面积的双网络水凝胶的抗污染电化学传感器。实验结果表明本发明所构建的基于双网络水凝胶的抗污染电化学传感器对ATP检测具有宽的线性范围，低的检出限和良好的选择性，尤其具有优异的准确性，可在复杂血清环境下保证电化学传感器不受干扰。技术研发人员：乔秀娟,罗细亮,李静受保护的技术使用者：青岛科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25