多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法及应用，目的是解决在多氯联苯的检测中使用传统的仪器分析方法时成本高、操作复杂以及使用光电分析法使选择性差的技术问题；本发明通过采用壳聚糖和戊二醛对氮掺杂的二氧化钛纳米管电极表面功能化，将多氯联苯适配体修饰在电极表面；并通过碱基互补原理将DNA功能化CdS量子点引入电极上，制备得到了多氯联苯光电化学适配体传感器。与现有的分析技术相比，本发明通过将具有特异性识别功能的适配体作为识别元件和以DNA功能化CdS量子点为光电检测信号放大元件结合用于对多氯联苯的检测，具有高的选择性和灵敏度，且该方法简单易行，可用于对复杂环境体系中多氯联苯的检测。

权利要求

1.一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取一裸露面积为1cm2的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极，取0.3g壳聚糖溶于25mL 1％～3％的乙酸中，制成壳聚糖溶液，取该壳聚糖溶液30～50μL滴在上述电极表面，50℃恒温干燥后，用0.1M的NaOH和高纯水冲洗并干燥，再取质量浓度5％～8％的戊二醛溶液50～100μL滴在上述涂有壳聚糖的电极表面，室温下反应30～40min，用高纯水冲洗；

(2)取30～40μL 4.0μM的末端-NH2修饰的多氯联苯适配体溶液，滴到步骤(1)中经壳聚糖和戊二醛功能化的电极表面，在4℃下反应12～16h，再用浓度0.1M、pH 7.41的Tris-HCl溶液冲洗掉未参与键合的末端-NH2修饰的多氯联苯适配体；

(3)将牛血清蛋白滴到步骤(2)处理后的电极表面，与电极表面未键合的醛基作用，阻止非特异性吸附发生；

(4)将30～50μL DNA功能化CdS量子点滴于步骤3)处理后的电极表面，于4℃下反应12～20h，之后用浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液冲洗，去除未杂交的DNA功能化CdS量子点，即制得多氯联苯光电化学适配体传感器；

所述的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极的制备步骤如下：

1)取一钛板，用砂纸打磨后使用金相砂纸对其表面进行抛光，使钛板表面平滑，然后将钛板依次在高纯水、丙酮和高纯水中分别超声清洗10～15min，再用二次蒸馏水冲洗干净，将干净的钛板在1:1稀释的浓盐酸中85℃下刻蚀10～15min；

2)将刻蚀后的钛板作为阳极，Pt片作为阴极，将阳极钛板置于含有0.2wt％尿素、

0.3wt％NH4F以及3wt％H2O的乙二醇溶液，恒电位40～42V阳极氧化3h，得到以钛板作为基底的二氧化钛纳米管，将其用二次蒸馏水超声清洗5min并干燥；

3)将步骤2)制得的二氧化钛纳米管在氨水溶液中浸泡20～25h，取出干燥后在N2气氛中

450℃热处理2～3h，即制备得到钛基底上直立生长的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极。

2.根据权利要求1所述的一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，所述的DNA功能化CdS量子点的制备步骤如下：

1)取100～150μL的巯基乙酸加入到50mL 0.01M CdCl2溶液中，在N2气氛下不断搅拌30～40min，再用NaOH溶液调pH值至11；

2)向步骤1)制备得到的溶液中加入5～10mL 0.1M的Na2S溶液，在N2气氛下加热到100～

110℃，搅拌并回流4～6h，得到巯基乙酸修饰的CdS量子点，然用与所得溶液体积相同的水稀释，置于棕色广口瓶，避光保存于4℃的冰箱；

3)取步骤2)制备的溶液5～10mL加入20mL乙醇中，以8000～10000rpm的转速离心处理3～5min，并重复至少3次，移除上清液，将析出的量子点溶于5～10mL浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液中，并进行超声处理，使CdS量子点均匀地分散在PBS溶液；

4)取步骤3)所得溶液置于5mL的锥形瓶中，分别加入20～30mg/mL的EDS和10～20mg/ml NHS各100～120μL，搅拌下反应30min，然后缓慢加入500～600μL 10μM的末端-NH2修饰的互补DNA序列并缓慢搅拌，在室温下反应12～20h；

5)将步骤4)制备所得的溶液在转速为10000～12000rpm下离心处理，离心后将上清液中未与CdS量子点反应的DNA去除，即制得DNA功能化CdS量子点，并置于4℃冰箱中备用。

3.根据权利要求1所述的一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于，所述牛血清蛋白浓度为1wt％，用量为10μL。

4.一种使用权利要求1制备的多氯联苯光电化学适配体传感器检测多氯联苯的方法，其特征在于，所述检测步骤如下：(1)配制若干个浓度的多氯联苯标准溶液；

(2)以制备的多氯联苯光电化学适配体传感器为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、浓度0.1M、pH 7.41的PBS缓冲液为电解液构成三电极体系；向三电极体系中加入配制的第一个浓度的多氯联苯标准溶液，并在室温下作用20～40分钟；然后在可见光照射下，施加0.0V偏压，采用i～t曲线法测定该浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应；采用上述方法依次测定其余浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应，然后利用光电流的相对变化值与多氯联苯浓度的对数之间的线性关系建立标准工作曲线；

(3)将待测样品加入到三电极体系中，测定待测样品的光电流响应，并带入步骤(2)制得的标准曲线中，即可得到待测样品中多氯联苯的浓度。

5.根据权利要求4所述的检测多氯联苯的方法，其特征在于，所述可见光的波长为

420nm。

说明书

多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法及应用。

背景技术

[0002] 多氯联苯(PCBs)是一类普遍存在的具有环境持久性、生物富集性的有机污染物，早在二十世纪三十年代，由于其极好的化学稳定性、热稳定性、低的可燃性和导电性，被大量的生产并广泛地应用于多个工业领域，如电器设备变压器和电容器、工业流体、塑化剂以及绝缘油等。然而，这些物质对人类健康和生态系统具有严重的损害作用。目前，尽管多数国家已近禁止PCBs的生产和使用，但仍会有一些PCBs不可避免地进入空气、表面水、土壤、沉积物等；并通过食物链进入人体内发生富集，因而对人类健康造成严重的威胁和损害。由此，快速，准确的测定PCBs对保护环境和人类健康具有非常重要的意义。目前，常用于PCBs检测的方法主要包括气相色谱法，高效液相色谱法等传统仪器分析方法，尽管这些方法能够对PCBs进行准确的评估，但传统的仪器分析方法所用的设备昂贵、操作复杂、实验耗时且需要专业技术人员。

[0003] 光电分析法是在电化学方法基础上发展起来的一种新的分析方法，由于其设备简单、操作方便、对环境友好且易实现在线监测等优点在分析领域受到了越来越多的关注。光电方法不仅具有电化学方法的诸多优点而且又有光学方法的优点，特别是该技术具有光激发和电流检测两种不同的信号转化形式，被认为是一种超灵敏的分析方法，适合于浓度极低的分析物测定。然而，光电化学过程中会产生大量的活性物质如羟基自由基、超氧负离子等具有强氧化能力的物质，使得该方法缺乏选择性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是解决在多氯联苯的检测中使用传统的仪器分析方法时成本高、操作复杂以及使用光电分析法使选择性差的技术问题，提供一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法及应用。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0006] 一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：

[0007] (1)取一裸露面积为1cm2的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极，取0.3g壳聚糖溶于25mL 1％～3％的乙酸中，制成壳聚糖溶液，取该壳聚糖溶液30～50μL滴在上述电极表面，
50℃恒温干燥后，用0.1M的NaOH和高纯水冲洗并干燥，再取质量浓度5％～8％的戊二醛溶液50～100uL滴在上述涂有壳聚糖的电极表面，室温下反应30～40min，用高纯水冲洗；

[0008] (2)取30～40μL 4.0μM的末端-NH2修饰的多氯联苯适配体溶液，滴到步骤(1)中经壳聚糖和戊二醛功能化的电极表面，在4℃下反应12～16h，再用浓度0.1M、pH 7.41的Tris-HCl溶液冲洗掉未参与键合的末端-NH2修饰的多氯联苯适配体；

[0009] (3)将牛血清蛋白滴到步骤(2)处理后的电极表面，与电极表面未键合的醛基作用，阻止非特异性吸附发生；

[0010] (4)将30～50uL DNA功能化CdS量子点滴于步骤3)处理后的电极表面，于4℃下反应12～20h，之后用浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液冲洗，去除未杂交的DNA功能化CdS量子点，即制得多氯联苯光电化学适配体传感器。

[0011] 一种使用上述制备的多氯联苯光电化学适配体传感器检测多氯联苯的方法，所述检测步骤如下：

[0012] (1)配制若干个浓度的多氯联苯标准溶液；

[0013] (2)以制备的多氯联苯光电化学适配体传感器为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、浓度0.1M、pH 7.41的PBS缓冲液为电解液构成三电极体系；向三电极体系中加入配制的第一个浓度的多氯联苯标准溶液，并在室温下作用20～40分钟；然后在可见光照射下，施加0.0V偏压，采用i～t曲线法测定该浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应；采用上述方法依次测定其余浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应，然后利用光电流的相对变化值与多氯联苯浓度的对数之间的线性关系建立标准工作曲线；

[0014] (3)将待测样品加入到三电极体系中，测定待测样品的光电流响应，并带入步骤(2)制得的标准曲线中，即可得到待测样品中多氯联苯的浓度。

[0015] 进一步地，所述的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极的制备步骤如下：

[0016] 1)取一钛板，用砂纸打磨后使用金相砂纸对其表面进行抛光，使钛板表面平滑，然后将钛板依次在高纯水、丙酮和高纯水中分别超声清洗10～15min，再用二次蒸馏水冲洗干净，将干净的钛板在1:1稀释的浓盐酸中85℃下刻蚀10～15min；

[0017] 2)将刻蚀后的钛板作为阳极，Pt片作为阴极，将阳极钛板置于含有0.2wt％尿素、0.3wt％NH4F以及3wt％H2O的乙二醇溶液，恒电位40～42V阳极氧化3h，得到以钛板作为基底的二氧化钛纳米管，将其用二次蒸馏水超声清洗5min并干燥；

[0018] 3)将步骤2)制得的二氧化钛纳米管在氨水溶液中浸泡20～25h，取出干燥后在N2气氛中450℃热处理2～3h，即制备得到钛基底上直立生长的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极。

[0019] 进一步地，所述的DNA功能化CdS量子点的制备步骤如下：

[0020] 1)取100～150μL的巯基乙酸加入到50mL 0.01M CdCl2溶液中，在N2气氛下不断搅拌30～40min，再用NaOH溶液调pH值至11；

[0021] 2)向步骤1)制备得到的溶液中加入5～10mL 0.1M的Na2S溶液，在N2气氛下加热到100～110℃，搅拌并回流4～6h，得到巯基乙酸修饰的CdS量子点，然用与所得溶液体积相同的水稀释，置于棕色广口瓶，避光保存于4℃的冰箱；

[0022] 3)取步骤2)制备的溶液5～10mL加入20mL乙醇中，以8000～10000rpm的转速离心处理3～5min，并重复至少3次，移除上清液，将析出的量子点溶于5～10mL浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液中，并进行超声处理，使CdS量子点均匀地分散在PBS溶液；

[0023] 4)取步骤3)所得溶液置于5mL的锥形瓶中，分别加入20～30mg/mL的EDS和10～20mg/ml NHS各100～120μL，搅拌下反应30min，然后缓慢加入500～600μL 10μM的末端-NH2修饰的互补DNA序列并缓慢搅拌，在室温下反应12～20h；

[0024] 5)将步骤4)制备所得的溶液在转速为10000～12000rpm下离心处理，离心后将上清液中未与CdS量子点反应的DNA去除，即制得DNA功能化CdS量子点，并置于4℃冰箱中备用。

[0025] 进一步地，所述牛血清蛋白浓度为1wt％，用量为10μL。

[0026] 进一步地，所述可见光的波长为420nm。

[0027] 进一步地，在二氧化钛纳米管的热处理过程中，所述升温和降温速率均为2～4℃·min-1。

[0028] 本发明的有益效果是：

[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

[0030] (1)本发明以氮掺杂的二氧化钛纳米管电极为基底电极材料，通过氮的掺杂不仅使二氧化钛纳米管的吸收范围扩展到可见光区400～500nm范围，且掺氮后的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极在可见光激发下更有利于光生电子从光电材料表面向外电路转移，能够有效的提高光电转化效率。更重要的是，氮掺杂的二氧化钛纳米管电极具有良好的生物兼容性有利于适配体的负载并保持其良好的生物活性，同时，氮掺杂的二氧化钛纳米管电极具有直立有序的管状结构，能够为适配体的负载提供大的比表面积，增加负载量，提高光电化学适配体传感器的灵敏度；

[0031] (2)本发明将多氯联苯适配体修饰在氮掺杂的二氧化钛纳米管电极上制备得到了以适配体为识别元件的光电化学传感器，并用于PCBs类化合物检测。由于适配体对待测物多氯联苯的高亲和性和专一性识别能力，大大提高了光电化学传感器的抗干扰能力，使得该光电化学传感器能够在相同浓度的且结构相似的干扰物质中选择性地识别出待测物多氯联苯；

[0032] (3)本发明将DNA功能化CdS量子点，采用碱基互补配对方式引入到光电化学适配体传感界面，当测定待测物多氯联苯时，电极表面形成了导电性较差的适配体-多氯联苯配合物，使光电流信号减弱；同时，由于适配体对多氯联苯的作用强度远大于适配体与DNA功能化CdS量子点的互补杂合作用，DNA功能化CdS量子点从电极表面被取代下来进入溶液，导致光电流信号明显降低，起到了检测信号放大作用，大大改善光电化学适配体传感器检测多氯联苯的灵敏度；

[0033] (4)与传统的检测多氯联苯的方法相比，本发明的以DNA功能化CdS量子点为信号放大元件，与具有特异性识别能力的适配体有效结合，首次实现了超灵敏，高选择检测环境中低浓度的多氯联苯。

[0034] (5)本发明中采用的仪器廉价便携，方法简单，操作方便，检测限达到0.1ng/L，同时，该光电化学适配体传感器具有好的稳定性和重现性。适用于复杂环境体系PCBs的现场分析检测。

附图说明

[0035] 图1为本发明中制备的DNA功能化CdS量子点的透射电镜图；

[0036] 图2为本发明中制备的多氯联苯光电化学适配体传感器在采用间隔施加与未施加可见光照的情况下光电流响应变化图；

[0037] 图3为本发明制备的多氯联苯光电化学适配体传感器在不同浓度的多氯联苯溶液中的光电流响应曲线。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

[0039] 实施例1

[0040] 本实施例中的一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：

[0041] 一、制备氮掺杂的二氧化钛纳米管电极：

[0042] 1)取一钛板，用砂纸打磨后使用金相砂纸对其表面进行抛光，使钛板表面平滑，然后将钛板依次在高纯水、丙酮和高纯水中分别超声清洗10～15min，再用二次蒸馏水冲洗干净，将干净的钛板在1:1稀释的浓盐酸中85℃下刻蚀10～15min；

[0043] 2)将刻蚀后的钛板作为阳极，Pt片作为阴极，将阳极钛板置于含有0.2wt％尿素、0.3wt％NH4F以及3wt％H2O的乙二醇溶液，恒电位40～42V阳极氧化3h，得到以钛板作为基底的二氧化钛纳米管，将其用二次蒸馏水超声清洗5min并干燥；

[0044] 3)将步骤2)制得的二氧化钛纳米管在氨水溶液中浸泡20～25h，取出干燥后在N2气氛中450℃热处理2～3h，所述升温和降温速率均为2℃·min-1，

[0045] 即制备得到钛基底上直立生长的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极。

[0046] 二、制备DNA功能化CdS量子点：

[0047] 1)取100～150μL的巯基乙酸加入到50mL 0.01M CdCl2溶液中，在N2气氛下不断搅拌30～40min，再用NaOH溶液调pH值至11；

[0048] 2)向步骤1)制备得到的溶液中加入5mL 0.1M的Na2S溶液，在N2气氛下加热到100～110℃，搅拌并回流4h，得到巯基乙酸修饰的CdS量子点，然用与所得溶液体积相同的水稀释，置于棕色广口瓶，避光保存于4℃的冰箱；

[0049] 3)取步骤2)制备的溶液5～10mL加入20mL乙醇中，以8000～10000rpm的转速离心处理3～5min，并重复3次，移除上清液，将析出的量子点溶于5～10mL浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液中，并进行超声处理，使CdS量子点均匀地分散在PBS溶液；

[0050] 4)取步骤3)所得溶液置于5mL的锥形瓶中，分别加入20mg/mL的EDS和10mg/ml NHS各100～120μL，搅拌下反应30min，然后缓慢加入500μL 10μM的末端-NH2修饰的互补DNA序列(上海生工生产)并缓慢搅拌，在室温下反应12h；

[0051] 5)将步骤4)制备所得的溶液在转速为10000～12000rpm下离心处理，离心后将上清液中未与CdS量子点反应的DNA去除，即制得DNA功能化CdS量子点，并置于4℃冰箱中备用。如图1所示，为DNA功能化CdS量子点的透射电镜图，可以看到DNA功能化的CdS量子点外观呈圆形，颗粒均匀，尺寸大约为5nm左右，且没有出现明显的团聚现象，分散性良好。

[0052] 三、制备多氯联苯光电化学适配体传感器：

[0053] (1)取步骤一制得的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极，使其裸露面积为1cm2；取0.3g壳聚糖溶于25mL 1％～3％的乙酸中，制成壳聚糖溶液，取该壳聚糖溶液30～50μL滴在上述电极表面，50℃恒温干燥后，用0.1M的NaOH和高纯水冲洗并干燥，再取质量浓度5％～8％的戊二醛溶液50～100uL滴在上述涂有壳聚糖的电极表面，室温下反应30～40min，用高纯水冲洗；

[0054] (2)取30～40μL 4.0μM的末端-NH2修饰的PCB77适配体溶液(上海生工生产)，滴到步骤(1)中经壳聚糖和戊二醛功能化的电极表面，在4℃下反应12h，再用浓度0.1M、pH 7.41的Tris-HCl溶液冲洗掉未参与键合的末端-NH2修饰的PCB77适配体；

[0055] (3)取浓度为1wt％的牛血清蛋白10μL滴到步骤(2)处理后的电极表面，与电极表面未键合的醛基作用，阻止非特异性吸附发生；

[0056] (4)取步骤二制备的DNA功能化CdS量子点30～50uL滴于步骤3)处理后的电极表面，于4℃下反应12h，之后用浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液冲洗，去除未杂交的DNA功能化CdS量子点，即制得PCB77光电化学适配体传感器。

[0057] 使用以上制备的多氯联苯光电化学适配体传感器检测多氯联苯的方法，其特征在于，所述检测步骤如下：

[0058] (1)配制若干个浓度的多氯联苯标准溶液；

[0059] (2)以制备的多氯联苯光电化学适配体传感器为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、浓度0.1M、pH 7.41的PBS缓冲液为电解液构成三电极体系；向三电极体系中加入配制的第一个浓度的多氯联苯标准溶液，并在室温下作用20分钟；然后在可见光照射下，施加0.0V偏压，采用i～t曲线法测定该浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应；采用上述方法依次测定其余浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应，然后利用光电流的相对变化值与多氯联苯浓度的对数之间的线性关系建立标准工作曲线；

[0060] (3)将待测样品加入到三电极体系中，测定待测样品的光电流响应，并带入步骤(2)制得的标准曲线中，即可得到待测样品中多氯联苯的浓度。

[0061] 实施例2

[0062] 本实施例中的一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：

[0063] 一、制备氮掺杂的二氧化钛纳米管电极：

[0064] 1)取一钛板，用砂纸打磨后使用金相砂纸对其表面进行抛光，使钛板表面平滑，然后将钛板依次在高纯水、丙酮和高纯水中分别超声清洗10～15min，再用二次蒸馏水冲洗干净，将干净的钛板在1:1稀释的浓盐酸中85℃下刻蚀10～15min；

[0065] 2)将刻蚀后的钛板作为阳极，Pt片作为阴极，将阳极钛板置于含有0.2wt％尿素、0.3wt％NH4F以及3wt％H2O的乙二醇溶液，恒电位40～42V阳极氧化3h，得到以钛板作为基底的二氧化钛纳米管，将其用二次蒸馏水超声清洗5min并干燥；

[0066] 3)将步骤2)制得的二氧化钛纳米管在氨水溶液中浸泡20～25h，取出干燥后在N2气氛中450℃热处理2～3h，所述升温和降温速率均为3℃·min-1，即制备得到钛基底上直立生长的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极。

[0067] 二、制备DNA功能化CdS量子点：

[0068] 1)取100～150μL的巯基乙酸加入到50mL 0.01M CdCl2溶液中，在N2气氛下不断搅拌30～40min，再用NaOH溶液调pH值至11；

[0069] 2)向步骤1)制备得到的溶液中加入8mL 0.1M的Na2S溶液，在N2气氛下加热到100～110℃，搅拌并回流5h，得到巯基乙酸修饰的CdS量子点，然用与所得溶液体积相同的水稀释，置于棕色广口瓶，避光保存于4℃的冰箱；

[0070] 3)取步骤2)制备的溶液5～10mL加入20mL乙醇中，以8000～10000rpm的转速离心处理3～5min，并重复3次，移除上清液，将析出的量子点溶于5～10mL浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液中，并进行超声处理，使CdS量子点均匀地分散在PBS溶液；

[0071] 4)取步骤3)所得溶液置于5mL的锥形瓶中，分别加入25mg/mL的EDS和15mg/ml NHS各100～120μL，搅拌下反应30min，然后缓慢加入550μL 10μM的末端-NH2修饰的互补DNA序列(上海生工生产)并缓慢搅拌，在室温下反应16h；

[0072] 5)将步骤4)制备所得的溶液在转速为10000～12000rpm下离心处理，离心后将上清液中未与CdS量子点反应的DNA去除，即制得DNA功能化CdS量子点，并置于4℃冰箱中备用。

[0073] 三、制备多氯联苯光电化学适配体传感器：

[0074] (1)取步骤一制得的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极，其裸露面积为1cm2；取0.3g壳聚糖溶于25mL 1％～3％的乙酸中，制成壳聚糖溶液，取该壳聚糖溶液30～50μL滴在上述电极表面，50℃恒温干燥后，用0.1M的NaOH和高纯水冲洗并干燥，再取质量浓度5％～8％的戊二醛溶液50～100uL滴在上述涂有壳聚糖的电极表面，室温下反应30～40min，用高纯水冲洗；

[0075] (2)取30～40μL 4.0μM的末端-NH2修饰的PCB77适配体溶液(上海生工生产)，滴到步骤(1)中经壳聚糖和戊二醛功能化的电极表面，在4℃下反应14h，再用浓度0.1M、pH 7.41的Tris-HCl溶液冲洗掉未参与键合的末端-NH2修饰的PCB77适配体；

[0076] (3)取浓度为1wt％的牛血清蛋白10μL滴到步骤(2)处理后的电极表面，与电极表面未键合的醛基作用，阻止非特异性吸附发生；

[0077] (4)取步骤二制备的DNA功能化CdS量子点30～50uL滴于步骤3)处理后的电极表面，于4℃下反应15h，之后用浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液冲洗，去除未杂交的DNA功能化CdS量子点，即制得PCB77光电化学适配体传感器。

[0078] 使用以上制备的多氯联苯光电化学适配体传感器检测多氯联苯的方法，其特征在于，所述检测步骤如下：

[0079] (1)配制若干个浓度的多氯联苯标准溶液；

[0080] (2)以制备的多氯联苯光电化学适配体传感器为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、浓度0.1M、pH 7.41的PBS缓冲液为电解液构成三电极体系；向三电极体系中加入配制的第一个浓度的多氯联苯标准溶液，并在室温下作用30分钟；然后在420nm的可见光照射下，施加0.0V偏压，采用i～t曲线法测定该浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应；采用上述方法依次测定其余浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应，然后利用光电流的相对变化值与多氯联苯浓度的对数之间的线性关系建立标准工作曲线；

[0081] (3)将待测样品加入到三电极体系中，测定待测样品的光电流响应，并带入步骤(2)制得的标准曲线中，即可得到待测样品中多氯联苯的浓度。

[0082] 实施例3

[0083] 本实施例中的一种多氯联苯光电化学适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：

[0084] 一、制备氮掺杂的二氧化钛纳米管电极：

[0085] 1)取一钛板，用砂纸打磨后使用金相砂纸对其表面进行抛光，使钛板表面平滑，然后将钛板依次在高纯水、丙酮和高纯水中分别超声清洗10～15min，再用二次蒸馏水冲洗干净，将干净的钛板在1:1稀释的浓盐酸中85℃下刻蚀10～15min；

[0086] 2)将刻蚀后的钛板作为阳极，Pt片作为阴极，将阳极钛板置于含有0.2wt％尿素、0.3wt％NH4F以及3wt％H2O的乙二醇溶液，恒电位40～42V阳极氧化3h，得到以钛板作为基底的二氧化钛纳米管，将其用二次蒸馏水超声清洗5min并干燥；

[0087] 3)将步骤2)制得的二氧化钛纳米管在氨水溶液中浸泡20～25h，取出干燥后在N2气氛中450℃热处理2～3h，所述升温和降温速率均为4℃·min-1，即制备得到钛基底上直立生长的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极。

[0088] 二、制备DNA功能化CdS量子点：

[0089] 1)取100～150μL的巯基乙酸加入到50mL 0.01M CdCl2溶液中，在N2气氛下不断搅拌30～40min，再用NaOH溶液调pH值至11；

[0090] 2)向步骤1)制备得到的溶液中加入10mL 0.1M的Na2S溶液，在N2气氛下加热到100～110℃，搅拌并回流6h，得到巯基乙酸修饰的CdS量子点，然用与所得溶液体积相同的水稀释，置于棕色广口瓶，避光保存于4℃的冰箱；

[0091] 3)取步骤2)制备的溶液5～10mL加入20mL乙醇中，以8000～10000rpm的转速离心处理3～5min，并重复3次，移除上清液，将析出的量子点溶于5～10mL浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液中，并进行超声处理，使CdS量子点均匀地分散在PBS溶液；

[0092] 4)取步骤3)所得溶液置于5mL的锥形瓶中，分别加入30mg/mL的EDS和20mg/ml NHS各100～120μL，搅拌下反应30min，然后缓慢加入600μL 10μM的末端-NH2修饰的互补DNA序列(上海生工生产)并缓慢搅拌，在室温下反应20h；

[0093] 5)将步骤4)制备所得的溶液在转速为10000～12000rpm下离心处理，离心后将上清液中未与CdS量子点反应的DNA去除，即制得DNA功能化CdS量子点，并置于4℃冰箱中备用。

[0094] 三、制备多氯联苯光电化学适配体传感器：

[0095] (1)取步骤一制得的氮掺杂的二氧化钛纳米管电极，其裸露面积为1cm2；取0.3g壳聚糖溶于25mL 1％～3％的乙酸中，制成壳聚糖溶液，取该壳聚糖溶液30～50μL滴在上述电极表面，50℃恒温干燥后，用0.1M的NaOH和高纯水冲洗并干燥，再取质量浓度5％～8％的戊二醛溶液50～100uL滴在上述涂有壳聚糖的电极表面，室温下反应30～40min，用高纯水冲洗；

[0096] (2)取30～40μL 4.0μM的末端-NH2修饰的PCB77适配体溶液(上海生工生产)，滴到步骤(1)中经壳聚糖和戊二醛功能化的电极表面，在4℃下反应16h，再用浓度0.1M、pH 7.41的Tris-HCl溶液冲洗掉未参与键合的末端-NH2修饰的PCB77适配体；

[0097] (3)取浓度为1wt％的牛血清蛋白10μL滴到步骤(2)处理后的电极表面，与电极表面未键合的醛基作用，阻止非特异性吸附发生；

[0098] (4)取步骤二制备的DNA功能化CdS量子点30～50uL滴于步骤3)处理后的电极表面，于4℃下反应20h，之后用浓度10mM、pH 7.41的PBS溶液冲洗，去除未杂交的DNA功能化CdS量子点，即制得PCB77光电化学适配体传感器。

[0099] 使用以上制备的多氯联苯光电化学适配体传感器检测多氯联苯的方法，其特征在于，所述检测步骤如下：

[0100] (1)配制若干个浓度的多氯联苯标准溶液；

[0101] (2)以制备的多氯联苯光电化学适配体传感器为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、浓度0.1M、pH 7.41的PBS缓冲液为电解液构成三电极体系；向三电极体系中加入配制的第一个浓度的多氯联苯标准溶液，并在室温下作用40分钟；然后在可见光照射下，施加0.0V偏压，采用i～t曲线法测定该浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应；采用上述方法依次测定其余浓度多氯联苯标准溶液的光电流响应，然后利用光电流的相对变化值与多氯联苯浓度的对数之间的线性关系建立标准工作曲线；

[0102] (3)将待测样品加入到三电极体系中，测定待测样品的光电流响应，并带入步骤(2)制得的标准曲线中，即可得到待测样品中多氯联苯的浓度。

[0103] 上述实施例中的PCB77可用其他多氯联苯代替，本发明的方法可适用于PCBs类化合物检测。

[0104] 对本发明制备的多氯联苯光电化学适配体传感器的稳定性进行试验验证：

[0105] 连续测定本发明制备的PCB77光电化学适配体传感器在0.1M PBS(pH 7.41)溶液中的光电流响应，在1700s的时间内，采用间隔施加与未施加光源的方法，连续考察光电流响应情况。实验发现光电化学适配体传感器随着测定时间不断增加，光电流没有发生变化，保持稳定，如图2所示。该结果表明，本发明制备的多氯联苯电化学适配体传感器具有好的稳定性，为多氯联苯的准确测定提供了重要的保障。

[0106] 对本发明多氯联苯检测方法的检测范围及检测限进行实验验证：

[0107] 采用I-t技术，在0.0V电位和420nm可见灯照射下，测定本发明制备的PCB77光电适配体传感器在含有0.1M PBS(pH 7.41)背景溶液中的光电流，然后依次用微量进样器，在背景溶液中加入一系列浓度从0.1～500ng/L的PCB77标准溶液，分别测其光电流。在实验过程中发现，随着PCB77浓度增加，光电流不断下降。当PCB77浓度达到100.0ng/L，随着其浓度继续增大，光电流几乎不发生变化。这表明PCB77光电化学适配体传感器界面的DNA功能化CdS量子点已经完全被取代下来，且传感器界面的适配体与PCB77已结合完全，在传感界面达到了饱和状态。利用光电流的相对变化ΔI/I0与PCB77浓度的对数之间的线性关系，建立工作曲线，实现对PCB77的定量分析。其中，线性范围为0.1～100.0ng/L，检测限达0.1ng/L，如图3所示。

[0108] 对本发明多氯联苯检测方的选择性进行实验验证：

[0109] 将5.0ng/L PCB77分别与相同浓度的干扰物两两混合进行测定，所述干扰物质为PCB101、联苯、苯并芘、双酚A、雌二醇和阿特拉津；考察了PCB101、联苯、苯并芘、双酚A、雌二醇和阿特拉津作为干扰物对PCB77测定的干扰实验。采用实施例3中的检测条件，测定光电流响应，研究结果显示除了相同浓度PCB101的相对响应29.4％，会影响到PCB 77的测定以外，其它与PCB77浓度相同的干扰物对PCB77的光电流造成的影响均小于8.0％。可见，所制备的光电化学适配体传感器对PCB77具有高的选择性，其他结构相似或与PCB77共存的六种干扰物对它的测定并不造成干扰。

[0110] 本发明多氯联苯检测方法对不同基体溶液中多氯联苯的检测实验：

[0111] 利用本发明的多氯联苯检测方法对某地区的生活污水和自来水样品进行分析。将污水样品先通过普通的滤纸进行过滤来除去悬浮颗粒和其他固体杂质，滤液再次经过0.22μm滤膜过滤并稀释10倍。在处理后的生活污水和自来水两种不同基体样品中分别加入5、15、60ng/L三种不同浓度的PCB77标准溶液进行加标回收测定。结果发现，在两种不同基体溶液中PCB 77的回收率在86.2％到102.3％范围内，且RSD均小于5.99％，表明该光电适配体传感器能抵制复杂基体效应的影响，具有高的准确度和精密度，可用于实际环境体系中PCB77的测定。