基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用技术

技术编号:13288437 阅读:164 留言:0更新日期:2016-07-09 03:42
本发明专利技术公开了一种基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用,所述制备方法包括:1)活化:将金电极置于硫酸溶液中,采用循环伏安法制得活化后的金电极;2)电镀:将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀,制得电镀后的金电极;3)自组装:将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合,制得电化学传感器;步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。通过上述设计,用该电化学传感器检测肿瘤标记物时,传感器表面的硼酸基团可与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应,进而能对肿瘤标记物进行检测。实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学传感器的生产制备领域,具体地,涉及一种基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用
技术介绍
肿瘤标记物,是指特征性存在于恶性肿瘤细胞,或由恶性肿瘤细胞异常产生的物质,或由宿主对肿瘤的刺激反应而产生的物质,并能反映出肿瘤发生、发展,并检测肿瘤对治疗反应的一类物质。它通常存在于肿瘤患者的组织、体液和排泄物中,能够用免疫学、生物学及化学的方法检测到。已有很多肿瘤标记物如α-甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、前列腺特异抗原(PSA)已成为医院癌症筛查的常规检测的疾病标志物。常见的检测肿瘤标记物的方法有:酶联免疫分析法、放射性免疫分析法、化学发光免疫分析法、色谱分析法等。但通常这些检测方法所需设备昂贵、过程。因此,提供一种操作简单,无需借助昂贵的仪器,检测步骤方便,成本低同时对低浓度的肿瘤标记物有很好灵敏度的电化学传感器及其制备方法是本专利技术亟需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术的目的在于克服现有技术中常规检测肿瘤标记物的设备昂贵、过程复杂且灵敏度不高的问题,从而提供一种操作简单,无需借助昂贵的仪器,检测步骤方便,成本低同时对低浓度的肿瘤标记物有很好灵敏度的电化学传感器及其制备方法。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法,其中,所述制备方法包括:1)活化:将金电极置于硫酸溶液中,采用循环伏安法制得活化后的金电极;2)电镀:将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀,制得电镀后的金电极;3)自组装:将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合,制得电化学传感器;其中,步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。本专利技术还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器。本专利技术还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据上述所述的基于银纳米粒子的电化学传感器在检测甲胎蛋白中的应用。通过上述技术方案,本专利技术通过将金电极活化并在活化后的金电极的表面电镀一层树枝状银纳米粒子,然后将经过电镀处理的金电极在巯基硼酸溶液中进行自组装工序,自组装工序中银纳米粒子和巯基硼酸发生亲合作用形成Ag-S键并以“自组装”的形式制成电化学传感器;使得在碱性条件下,使用该电化学传感器检测肿瘤标记物时,传感器表面的硼酸基团可以与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应,进而能够对肿瘤标记物进行检测。从而实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是本专利技术提供的一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备原理图;图2是本专利技术提供的一种基于银纳米粒子的电化学传感器检测肿瘤标记物的原理图;图3是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1扩大70000倍的扫描电镜图;图4是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1扩大20000倍的扫描电镜图;图5是金电极、电镀后的金电极和实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1的电化学阻抗图;图6是金电极、电镀后的金电极和实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1对肿瘤标记物响应的循环伏安曲线图;图7是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1在磷酸缓冲溶液、含有对苯二酚的磷酸缓冲溶液以及含有邻苯二酚的磷酸缓冲溶液中的示差脉冲曲线图;图8是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1在磷酸盐缓冲溶液、含牛血红蛋白的磷酸盐缓冲溶液、含色氨酸的磷酸盐缓冲溶液以及含甲胎蛋白的磷酸盐缓冲溶液的示差脉冲曲线图。附图标记说明1-金电极2-银纳米粒子3-硼酸基团4-顺式二羟基。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法,其中,所述制备方法包括:1)活化:将金电极置于硫酸溶液中,采用循环伏安法制得活化后的金电极;2)电镀:将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀,制得电镀后的金电极;3)自组装:将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合,制得电化学传感器;其中,步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。如图1所示,上述设计通过将金电极活化并在活化后的金电极的表面电镀一层树枝状银纳米粒子,然后将经过电镀处理的金电极在巯基硼酸溶液中进行自组装工序,自组装工序中银纳米粒子和巯基硼酸发生亲合作用形成Ag-S键并以“自组装”的形式制成电化学传感器;使得在碱性条件下,具体如图2所示,其中,图2中R1和R2为任意烷烃基团,使用该电化学传感器检测肿瘤标记物时,传感器表面的硼酸基团可以与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应,进而能够对肿瘤标记物进行检测。从而实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。步骤1)中的所述硫酸溶液的浓度可以根据实际需要进行选择,例如,在本专利技术的一种优选的实施方式中,在尽可能节省成本的条件下使得金电极得到更好的活化,步骤1)中所述硫酸溶液的浓度可以进一步选择为0.1-1.0mol/L。更为优选的实施方式中,所述硫酸溶液的浓度为0.4-0.6mol/L。为了使活化后的金电极具有更优异的活化程度,在本专利技术的一种优选的实施方式中,步骤1)中所述循环伏安法的条件为:扫描电位为-0.3~1.55V,扫描速度为0.05-0.15V/s,扫描圈数为25-35圈。当然,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,本专利技术并不局限于此。当然,步骤2)中的溶液M1可以仅含有硝酸银作为溶质,当然,为了使得电镀效果更好,电镀后的金电极在检测后灵敏度更高,在本专利技术的一种优选的实施方式中,步骤2)中还可以包括硝酸钾和/或聚乙烯吡咯烷酮;且以1L的所述溶液M1为基准,所述硝酸银的含量为5.0-20.0mmol,所述硝酸钾的含量为50.0-150.0mmol,所述聚乙烯吡咯烷酮的含量为10.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:1)活化:将金电极置于硫酸溶液中,采用循环伏安法制得活化后的金电极;2)电镀:将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀,制得电镀后的金电极;3)自组装:将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合,制得电化学传感器;其中,步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。

【技术特征摘要】
1.一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法,其特征在于,所
述制备方法包括:
1)活化:将金电极置于硫酸溶液中,采用循环伏安法制得活化后的金
电极;
2)电镀:将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀,
制得电镀后的金电极;
3)自组装:将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合,
制得电化学传感器;其中,
步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤1)中所述硫酸溶液的
浓度为0.1-1.0mol/L;
优选地,所述硫酸溶液的浓度为0.4-0.6mol/L;
优选地,步骤1)中所述循环伏安法的条件为:扫描电位为-0.3~1.55V,
扫描速度为0.05-0.15V/s,扫描圈数为25-35圈。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤2)中还包括硝酸钾和
/或聚乙烯吡咯烷酮;且以1L的所述溶液M1为基准,所述硝酸银的含量为
0.5-2.0mmol,所述硝酸钾的含量为5.0-20.0mmol,所述聚乙烯吡咯烷酮的含
量为5.0-50.0mmol;
优选地,步骤2)中电镀过程的恒电位为-0.6~-0.2V,电镀时间为
40.0-120.0s。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤3)中所述巯基苯硼酸
溶液的浓度为0.1-1.0mg/mL;
优选地,所述巯基苯硼酸溶液的溶剂为四氢呋喃和丙酮,且相对于1体
积份的所述四氢呋喃,所述丙酮的含量为0.1-10.0体积份。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤3)中的反应温度为
20.0-27.0℃,反应时间为2.0-24.0h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤1)中还包括在将金电
极置于硫酸溶液之前对金电极进行预处理;
优选地,所述预处理过...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘云春张丹丹陈红旗
申请(专利权)人:安徽师范大学
类型:发明
国别省市:安徽;34

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