摘要：实现海水中麻痹性贝毒的现场快速检测有助于厘清毒素的时空分布特征及迁移转化规律，为麻痹性贝毒的污染预警提供科学依据。然而，目前常用的检测方法仅适用于实验室分析，不能满足现场快速检测的需求。针对这一问题，本论文将系统研究基于全固态离子选择性电极用于麻痹性贝毒高灵敏快速检测的新方法。


通过选择合适的固体接触层材料，构建高稳定性、高重现性的全固态离子选择性电极;采用微电极技术，构建全固态离子选择性微电极;通过合成核酸适配体功能化磁性微球以及引入核酸酶，以全固态离子选择性微电极为换能器，实现麻痹性贝毒的高灵敏快速检测。

研究工作的概述如下:


1、基于DAAQ-TFP rGO固体接触层的全固态镉离子选择性电极本工作提出了一种基于共价有机框架石墨烯复合材料的全固态离子选择性电极。该复合材料由1，3，5-三醛基间苯三酚(TFP)和2，6-二氨基蒽醌(DAAQ)在石墨烯基底上缩合而形成，具有较大的电容和良好的氧化还原活性。


将镉离子选择性电极作为研究模型，所制备的电极在1.0×10～7.9×10 mol?L的Cd活度范围内的能斯特响应斜率为29.7±0.4 m V/dec，检出限为6.8×10 mol/L。由于DAAQ-TFP rGO的电容高达2.0 m F，因此基于DAAQ-TFP rGO的电极在70 h开路电位测试中的电位漂移值仅为1.2±0.2μV/h。此外，制备的电极还具有良好的重现性，同批次电极与不同批次电极间E的标准偏差分别为0.28 m V(n=4)和0.30 m V(n=4)。电极不受光照和气体的干扰，并且在固体接触层和敏感膜之间未出现水层。


2、基于电沉积DAAQ-TFP rGO固体接触层的全固态镉离子选择性微电极


基于DAAQ-TFP rGO作为固体接触层时所表现出的优良特性，本工作进一步通过电沉积的方式，在直径约50μm的金微电极表面沉积了DAAQ-TFP rGO固体接触层，制备了全固态镉离子选择性微电极。


制备的全固态镉离子选择性微电极具有良好的稳定性，其电位漂移值仅为7.5±1.1μV/h。此外，电极在p H=3的盐酸背景下对Cd响应的能斯特斜率为27.4±0.4 m V/dec，活度范围为8.7×10 M～7.6×10 mol?L，检出限低至3.2×10 mol?L。由此可见，所制备的全固态镉离子选择性微电极具有体积小，稳定性好，灵敏度高的特点，能够作为换能元件，为实现麻痹性贝毒的高灵敏快速检测提供技术支持。


3、基于核酸适配体功能化磁珠与核酸酶的全固态镉离子选择性微电极法


检测膝沟藻毒素现阶段全固态离子选择性电极已用于检测麻痹性贝毒，但检测方法选择性差，灵敏度低。基于此，本章节将高特异性的核酸适配体作为识别分子，构建了Cd S标记的核酸适配体功能化磁珠，并引入核酸酶辅助放大策略，以上章节中构建的高灵敏全固态镉离子选择性微电极为换能元件，实现麻痹性贝毒的高灵敏快速检测。


以膝沟藻毒素1/4为例，最优条件下，该检测体系对膝沟藻毒素1/4检测的线性范围为10～100pmol?L，检出限为4.09 pmol?L。此方法具有普适性，通过使用相对应的核酸适配体有望实现其它麻痹性贝毒的检测。