比率型电化学发光纸芯片的制备及在铅离子检测中的应用

摘要

本发明公开了一种比率型电化学发光纸芯片的制备方法及所述的三维纸基设备在铅离子检测中的应用。通过蜡打印技术在纸芯片上制备工作区，并印制三电极，进而对工作区功能化，经过层层修饰，在工作区滴加含有H₂O₂的磷酸盐缓冲溶液，连接电化学工作站，实现Pb²⁺的高灵敏、便携式检测。

主权项

比率型电化学发光纸芯片的制备及在铅离子检测中的应用，其特征是包括以下步骤：(1) 在计算机上设计比率型电化学发光三维纸芯片的疏水蜡批量打印图案；(2) 将纸片剪裁成常用A4大小的纸，将步骤(1)中设计的疏水蜡批量打印图案打印到A4纸上，随后将带有蜡图案的A4纸放置到烘箱中，150 ºC加热2 min，使蜡融化并浸透整个纸的厚度，形成疏水墙；(3) 采用丝网印刷的方法，将工作电极、参比电极、对电极印刷图案依次印刷到步骤(2)中所得纸上，其中右侧为工作区，上面印有工作电极，左侧为参比区，上面印有参比电极和对电极；(4) 对（3）中亲水区域功能化，将CdS量子点功能化的DNA适配体链，定义为链1，固定在亲水区域，随后用巯基己醇封锁活性位点，滴加磷酸盐和H₂O₂组成的电解液，连接电化学工作站，在‑1.5~1.0 V电位范围内，测定发光强度；(5) 将一定浓度的Pb²⁺的底物链，定义为链2，和Pb²⁺的特异性DNA模拟酶链，定义为链3，按一定比例混合在一起，43 ºC下反应3 h；(6) 将一定浓度的Pb²⁺加入到步骤（5）所得混合液中，混匀，室温下反应30 min；(7) 将步骤（6）中混合物滴加到步骤（4）所得纸芯片表面，室温下孵育5 h，二次水冲洗掉非特异性吸附的适配体链；(8) 将Au@鲁米诺功能化的DNA适配体链，定义为链4，滴加到步骤（7）所得纸芯片表面，室温下反应，二次水冲洗掉非特异性吸附的适配体链，连接电化学工作站，再次测定发光强度；(9) 绘制两次发光强度比率的变化与Pb²⁺浓度关系曲线，完成Pb²⁺的测定；步骤（2）中所述的纸材料，其特征在于其为一级色谱纸；步骤（4）中所述亲水区域功能化，其特征在于：在纸芯片上生长Ag纳米棒：向纸芯片表面滴加40 μL的Ag纳米粒子的生长溶液，此溶液中包含15 mM的AgNO₃和200 mM的抗坏血酸，室温下反应20 min，随后用二次水冲洗表面，室温下干燥即可。