一种电化学生物传感器用电极敏感材料、电化学生物传感器

本发明涉及生物化学电极，具体涉及一种电化学生物传感器用电极敏感材料、电化学生物传感器。

背景技术：

1、在电化学传感器的构建中，选择合适的电极材料是至关重要的，因为这些材料不仅可以作为电子信号的载体，还能够增强对分析物的检测响应。层状双氢氧化物(ldhs)以其电催化特性、可调的异相金属阳离子、层间通道、氧化还原活性、低成本、环境友好性、热稳定性和化学稳定性等优点，被认为是电化学传感中理想的电极改性材料。

2、2019年3月22日申请公布的申请公布号为cn109507273a的中国专利公开了一种用于葡萄糖传感器的柔性nicoldh@cs电极的制备方法，将三聚氰胺海绵(ms)为前驱体碳化得到的碳海绵(cs)与含有金属ni和co的镍盐和钴盐混合，利用一步水热合成法在碳海绵载体上负载镍钴双氢氧化物(nicoldh)，得到nicoldh@cs材料，碳海绵独特的三维空间多孔结构的材料负载金属氢氧化物，使纳米片层含量更多、结构更加均匀，制备出的葡萄糖传感器稳定性好，灵敏度高达4.86μa μm-1cm-2，线性范围1μm～4mm，检测限低至0.12μm。

3、尽管ldhs在多种靶标检测中显示出优异的电化学生物传感能力，但在抗生素检测领域的应用则相对较少，存在对抗生素靶标检测时电化学生物传感能力差的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电化学生物传感器用电极敏感材料，解决现有技术中ldhs对抗生素靶标检测时电化学生物传感能力差的问题。

2、本发明的第二个目的在于提供一种电化学生物传感器，解决现有技术中电化学生物传感器对抗生素靶标检测时电化学生物传感能力差的问题。

3、为了解决上述技术问题，本发明的电化学生物传感器用电极敏感材料的技术方案为：

4、一种电化学生物传感器用电极敏感材料，所述电极敏感材料的制备方法包括以下步骤：将钴基金属有机骨架co-zif与铈盐的混合溶液进行超声处理，干燥后得到coce-ldh。

5、本发明是对现有技术进行改进，提供的电化学生物传感器用电极敏感材料，通过在超声条件下利用ce3+对co-zif多面体进行腐蚀处理，成功制备出具有中空和松散纳米结构的超薄coce-ldh纳米片，co-zif框架赋予超薄coce-ldh纳米片促进金属氧化还原的能力和均匀分布的完全裸露的双金属位点，从而加速电子转移，进一步可以放大抗生素的电化学响应，且coce-ldh的高度多孔结构具有规则的骨架结构和丰富的氧空位，可以增强生物亲和性，促进大量抗体的吸附，从而提高了检测灵敏度；基于coce-ldh构建的电化学传感器，在较宽的线性范围内实现了对抗生素fg ml-1级别的超低检测限，适用于抗生素的微量检测。

6、为了进一步协同提高coce-ldh的生物亲和性和电化学活性，优选地，所述钴基金属有机骨架co-zif和铈盐的质量比为5～6:3～3.7。

7、为了进一步提高coce-ldh的电化学活性，优选地，所述铈盐为ce(no3)2·6h2o。

8、为了进一步提高ce3+对co-zif多面体腐蚀性能，优选地，所述超声处理时间为60～100min。

9、为了进一步改善co-zif多面体的纳米片结构，优选地，所述钴基金属有机骨架co-zif由以下方法制备得到：将质量比为3～3.3:1～1.4的二甲基咪唑与co(no3)2·6h2o于溶剂中混合，陈化处理24～36h后离心、洗涤、干燥。

10、本发明的电化学生物传感器的技术方案为：

11、一种电化学生物传感器，包括电极和涂覆在电极表面的所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，所述电极敏感材料的表面吸附有抗生素抗体。

12、本发明提供的电化学生物传感器，采用电极敏感材料coce-ldh对电极进行修饰，并进一步吸附抗生素抗体，抗生素抗体用于特异性吸附抗生素分析物，当抗生素抗体与抗生素特异性识别结合后，进一步阻碍了电子在电解质/电极界面之间的转移，实现传感器的电阻或电流变化，从而实现电化学生物传感器对抗体的特异性检测；本发明基于coce-ldh构建的电化学生物传感器，能够在较宽的线性范围内实现抗体fg ml-1级别的超低检测限，且在复杂环境中表现出对抗体良好的选择性，并具有较好的重现性、稳定性和再生能力。

13、为了进一步提高电化学生物传感器的适用范围，优选地，所述电极为印刷电极或金电极；当电极为印刷电极时，所述电化学生物传感器为电流型电化学生物传感器。

14、为了进一步提高电化学生物传感器与用户的交互能力，提高检测信息可视化能力，优选地，所述电流型电化学生物传感器为便携式电化学生物传感器，所述便携式电化学生物传感器包括用于与用户界面信息交互的蓝牙模块。所述电流型电化学生物传感器利用stm32单片机作为控制中心，将采集到的传感器检测数据处理后通过蓝牙模块传输到手机端，方便用户监测。

15、为了进一步提高电极的修饰性能，提高检测灵敏性，优选地，所述涂覆在电极表面的电极敏感材料的单位面积涂覆量为：印刷电极0.025～0.102mg/cm2，金电极0.071～0.283mg/cm2。

16、为了进一步提高传感器对抗生素的检测能力，优选地，所述抗生素抗体为红霉素抗体。

技术特征：

1.一种电化学生物传感器用电极敏感材料，其特征在于，所述电极敏感材料的制备方法包括以下步骤：将钴基金属有机骨架co-zif与铈盐的混合溶液进行超声处理，干燥后得到coce-ldh。

2.如权利要求1所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，其特征在于，所述钴基金属有机骨架co-zif和铈盐的质量比为5～6:3～3.7。

3.如权利要求1所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，其特征在于，所述铈盐为ce(no3)2·6h2o。

4.如权利要求1所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，其特征在于，所述超声处理时间为60～100min。

5.如权利要求1所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，其特征在于，所述钴基金属有机骨架co-zif由以下方法制备得到：将质量比为3～3.3:1～1.4的二甲基咪唑与co(no3)2·6h2o于溶剂中混合，陈化处理24～36h后离心、洗涤、干燥。

6.一种电化学生物传感器，其特征在于，包括电极和涂覆在电极表面的权利要求1-5所述的电化学生物传感器用电极敏感材料，所述电极敏感材料的表面吸附有抗生素抗体。

7.如权利要求6所述的电化学生物传感器，其特征在于，所述电极为印刷电极或金电极；当电极为印刷电极时，所述电化学生物传感器为电流型电化学生物传感器。

8.如权利要求7所述的电化学生物传感器，其特征在于，所述电流型电化学生物传感器为便携式电化学生物传感器，所述便携式电化学生物传感器包括用于与用户界面信息交互的蓝牙模块。

9.如权利要求6-8任一项所述的电化学生物传感器，其特征在于，所述涂覆在电极表面的电极敏感材料的单位面积涂覆量为：印刷电极0.025～0.102mg/cm2，金电极0.071～0.283mg/cm2。

10.如权利要求6所述的电化学生物传感器，其特征在于，所述抗生素抗体为红霉素抗体。

技术总结本发明属于生物化学电极技术领域，具体涉及一种电化学生物传感器用电极敏感材料、电化学生物传感器。本发明提供的电化学生物传感器用电极敏感材料的制备方法包括以下步骤：将钴基金属有机骨架Co‑ZIF与铈盐的混合溶液进行超声处理，干燥后得到CoCe‑LDH。通过在超声条件制备出具有中空和松散纳米结构的超薄CoCe‑LDH纳米片，能够促进电子转移从而放大电化学响应，且高度多孔结构能够增强生物亲和性，提高抗生素检测灵敏度；基于CoCe‑LDH构建的电化学传感器，在较宽的线性范围内实现了对抗生素fg mL<supgt;‑1</supgt;级别的超低检测限，在复杂环境中表现出对抗体良好的选择性，并具有较好的重现性、稳定性和再生能力。技术研发人员：张治红,王明花,何领好,王逸飞,郭川磐,张帅,张增超受保护的技术使用者：郑州轻工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2