一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于新型功能材料与生物传感检测技术领域，提供了一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法及应用。具体是采用负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯作为标记物，制备了一种检测肿瘤标志物CA199、CA25抗原的电化学免疫传感器。

Preparation method and application of graphene based immunosensor based on loading TaC and gold coated ten face Silver Nanoparticles

The invention belongs to the technical field of novel functional materials and biological sensing detection, and provides a preparation method and an application of an immune sensor of graphene based on a load TaC and a ten face silver nanometer particle of Jin Baofu. Specifically, an electrochemical immunosensor for detecting tumor markers CA199 and CA25 antigen was prepared by using graphene with supported TaC and gold coated ten body silver nanoparticles as markers.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于免疫分析和生物传感
，提供了一种负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯实现信号放大的免疫传感器的制备方法及应用。
技术介绍
肿瘤标志物的灵敏检测，在临床上对于肿瘤的早期发现，肿瘤高危人群的筛选、良性和恶性肿瘤的鉴别诊断、肿瘤发展程度的判断，肿瘤的治疗效果的观察和评价及肿瘤复发和预后的预测产生极大的影响，引起人们的广泛关注。电化学免疫传感器已经广泛用于肿瘤标志物的检测，夹心型电化学免疫传感器结合了高特异性的免疫分析技术和高灵敏的电化学分析技术，具有灵敏度高、制备简单、检测快速、成本低等优点，在临床检验、环境监测、食品安全控制、生物监测等领域都有重要的应用价值。本专利技术中使用的石墨烯是褶皱的二维平面薄膜，具有大的比表面积，良好的电子传递能力和催化性能，能有效吸附固载抗体。TaC纳米片高温还原在石墨烯表面，有效地避免了石墨烯片层的堆叠，TaC具有铂族金属的电子结构以及在费米能级上的相似性，具有和贵金属类似的催化活性。此外，相对于过渡金属氧化物（TMO）和过渡金属硫化物（TMS），TaC在酸碱环境中具有更高的稳定性。十面体的银纳米粒子（AgDeNps）相对于银纳米微球，拥有更多的催化活性位点，但银纳米粒子的稳定性相对较差，均匀包覆的金纳米粒子可以有效的提高银纳米粒子的稳定性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法及应用，实现了对肿瘤标志物的超灵敏检测。本专利技术的目的之一是提供一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法。本专利技术的目的之二是将所制备的基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器应用于肿瘤标志物的高灵敏、特异性检测。本专利技术的技术方案，包括以下步骤。1.一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，步骤如下：（1）将直径为3mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨，超纯水清洗干净；（2）将上述电极置于质量分数为0.8%~1.0%的HAuCl4溶液中，在-0.2V下扫描30s,在电极表面形成电沉积金基底，用超纯水冲洗，晾干；（3）继续将6µL、10~15µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体滴加到电极表面，超纯水冲洗，4℃冰箱中干燥；（4）继续将3µL、1.0~3.0mg/mL的牛血清白蛋白溶液滴加到电极表面，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（5）滴加6µL、0.0005~40ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中干燥；（6）将6µL、3~5mg/mL的负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液，滴涂于电极表面上，置于4℃冰箱中晾干，制得一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器。2.如权利要求1所述的一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，所述金包覆十面体银纳米粒子的制备，步骤如下：（1）十面体银纳米粒子溶液的制备取13~15mL的超纯水加入到20mL的烧杯中，依次缓慢加入0.05mol/L、0.5mL柠檬酸钠，0.05mol/L、22.5µL聚对苯乙烯磺酸钠，0.05mol/L、50µL精氨酸，0.05mol/L、0.4mL硝酸银，新配制的0.1mol/L、0.1~0.3mL硼氢化钠，溶液由淡黄色变为亮黄色；600rpm条件下持续搅拌45min，加入0.2~0.4mL、30%H2O2，继续搅拌30min，生成的溶液置于蓝色的LED灯光下13~15h，制得十面体银纳米粒子的溶液，置于4℃冰箱中保存，备用；（2）金包覆十面体银纳米粒子的制备将新配置的质量分数为0.1%、1.0~2.0mL氯金酸水溶液缓慢加入到3.0mL的十面体银纳米粒子的溶液中，震荡至溶液由黄色变为酒红色，制得金包覆十面体银纳米粒子的溶液；3.如权利要求1所述的一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，所述负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液的制备，步骤如下：（1）负载TaC的石墨烯的制备①石墨烯的制备在冰水浴和搅拌条件下，将2.0~3.0g天然石墨粉缓缓地加入到45~60mL浓硫酸中，持续搅拌15~25min；边搅拌边依次加入10.0~15.0gKMnO4和5.0~7.5gNaNO3，保持溶液温度低于20℃，搅拌10~15min，再升温至40℃，持续搅拌30~40min，加入50~75mL的超纯水，将溶液置于油浴锅中，95℃下加热30~40min；将200mL的超纯水和10~15mL、30%的H2O2加入到上述溶液中，反应至溶液由黑褐色变为黄色，分别用1mol/LHCl和超纯水洗涤三次；65℃真空干燥12h备用；②负载TaC的石墨烯的制备将上述制备的0.1~0.2g石墨烯分散在200mL的超纯水中，超声2h，加入0.05~0.1gK2TaF7继续超声30~50min，将混合液置于油浴锅中，90℃下搅拌，蒸发掉大部分的水，直至变为凝胶状；将凝胶状液体置于表面皿中，在0℃下冷冻干燥12~16h，得到疏松多孔海绵状固体产物，将所得固体在氩气保护、1200℃下煅烧2h，得到负载TaC的石墨烯；（2）负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的制备取5~7mg负载TaC的石墨烯加入到3.0mL金包覆十面体银纳米粒子的溶液中，超声30min，形成负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯溶液，离心；分别用无水乙醇及超纯水洗涤三次、30℃真空干燥24h，得到负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯固体粉末；（3）负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液的制备将6~10mg的负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯固体粉末溶于1mL的pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中，震荡溶解，再加入100μL、80~120μg/mL的肿瘤标志物检测抗体溶液和900μL、50mmol/L的pH7.4的磷酸盐缓冲溶液，4℃恒温振荡培养箱中振荡，孵化12h，制得负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液，4℃下保存备用。4.如权利要求1所述的制备方法制备的一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器，用于肿瘤标志物的检测，检测步骤如下：（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，所制备的传感器为工作电极，在10mL、50mmol/L的pH5.0~8.0磷酸盐缓冲溶液中进行测试；（2）用时间-电流法对分析物进行检测，输入电压为-0.4V，取样间隔0.1s，运行时间400s；（3）当背景电流趋于稳定后，每隔50s向10mL、50mmol/L的pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中注入10μL、5mol/L的双氧水溶液，记录电流变化。上述所述肿瘤标志物选自下列之一：CA199、CA125。本专利技术所用原材料均可在化学试剂公司或生物制药公司购买。本专利技术的有益成果（1）本专利技术使用了负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯纳米复合材料，石墨烯有大的比表面积，可增加抗体的结合位点，石墨烯氧化得石墨烯，是亲水性物质，在水中有优越的分散性，且羧基能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将直径为3 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨，超纯水清洗干净；（2）将上述电极置于质量分数为0.8% ~ 1.0%的HAuCl4溶液中，在‑0.2V下扫描30s,在电极表面形成电沉积金基底，用超纯水冲洗，晾干；（3）继续将6 µL、10 ~ 15 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体滴加到电极表面，超纯水冲洗，4℃冰箱中干燥；（4）继续将3 µL、1.0 ~ 3.0 mg/mL的牛血清白蛋白溶液滴加到电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（5）滴加6 µL、0.0005 ~ 40 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中干燥；（6）将6 µL、3 ~ 5mg/mL的负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液，滴涂于电极表面上，置于4℃冰箱中晾干，制得一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将直径为3mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨，超纯水清洗干净；（2）将上述电极置于质量分数为0.8%~1.0%的HAuCl4溶液中，在-0.2V下扫描30s,在电极表面形成电沉积金基底，用超纯水冲洗，晾干；（3）继续将6µL、10~15µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体滴加到电极表面，超纯水冲洗，4℃冰箱中干燥；（4）继续将3µL、1.0~3.0mg/mL的牛血清白蛋白溶液滴加到电极表面，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（5）滴加6µL、0.0005~40ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中干燥；（6）将6µL、3~5mg/mL的负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液，滴涂于电极表面上，置于4℃冰箱中晾干，制得一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器。2.如权利要求1所述的一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，所述金包覆十面体银纳米粒子的制备，步骤如下：（1）十面体银纳米粒子溶液的制备取13~15mL的超纯水加入到20mL的烧杯中，依次缓慢加入0.05mol/L、0.5mL柠檬酸钠，0.05mol/L、22.5µL聚对苯乙烯磺酸钠，0.05mol/L、50µL精氨酸，0.05mol/L、0.4mL硝酸银，新配制的0.1mol/L、0.1~0.3mL硼氢化钠，溶液由淡黄色变为亮黄色；600rpm条件下持续搅拌45min，加入0.2~0.4mL、30%H2O2，继续搅拌30min，生成的溶液置于蓝色的LED灯光下13~15h，制得十面体银纳米粒子的溶液，置于4℃冰箱中保存，备用；（2）金包覆十面体银纳米粒子的制备将新配置的质量分数为0.1%、1.0~2.0mL氯金酸水溶液缓慢加入到3.0mL的十面体银纳米粒子的溶液中，震荡至溶液由黄色变为酒红色，制得金包覆十面体银纳米粒子的溶液。3.如权利要求1所述的一种基于负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的免疫传感器的制备方法，所述负载TaC和金包覆十面体银纳米粒子的石墨烯的检测抗体孵化物溶液的制备，步骤如下：（1）负载TaC的石墨烯的制备①石墨烯的制备在冰水浴和搅拌条件下，将2.0~3.0g天然石墨粉缓缓地加入到45~60mL浓硫酸中，持续搅拌15~25min；边搅拌边依次加入10.0~15.0gKMnO4和5.0~7.5gNaNO...

【专利技术属性】
技术研发人员：李月云，张晓波，高增强，吕慧，冯金慧，苏晓楠，刘丰硕，董云会，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37