本发明专利技术涉及一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，属于纳米功能材料、免疫分析以及光电化学生物传感技术领域。以羧基化CdS量子点来敏化纳米正方片TiO2的001晶面，增强其可见光吸收，得到光电活性显著提高的复合材料TiO2/CdS，通过层层自组装方法，将心肌钙蛋白I抗体、牛血清白蛋白和心肌钙蛋白I抗原组装到TiO2/CdS复合材料上，利用Ag@Cu2O核壳纳米粒子为二抗标记物、TiO2/CdS优异的光电活性以及心肌钙蛋白I抗原抗体之间的特异性结合，实现对心肌钙蛋白I的超灵敏检测，对于心肌钙蛋白I的分析检测应用具有重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法
本专利技术属于纳米功能材料、免疫分析以及光电化学生物传感
，提供了一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法。具体是采用羧基化CdS量子点修饰纳米正方片TiO2的001晶面作为抗体捕获基底，使用具有双重抑制作用的Ag@Cu2O核壳纳米粒子作为二抗标记物，制备一种检测心肌钙蛋白I特异性抗原的夹心型光电化学传感器。
技术介绍
心血管疾病是当今世界威胁人类健康的头号杀手，而急性心肌梗死具有发病快、致残率高、死亡率高等特点，故针对急性心肌梗死的研究一直是热点。而心肌钙蛋白是国际上公认的诊断急性心肌梗死的灵敏性和特异性最好的标志物，人心肌钙蛋白I是心肌钙蛋白复合物的亚单位之一，具有较高的心肌特异性及敏感度，被称为临床的“黄金标准”。因此，心肌钙蛋白I的早期诊断具有重要意义。心血管疾病是当今世界威胁人类健康的头号杀手，而急性心肌梗死具有发病快、致残率高、死亡率高等特点，故针对急性心肌梗死的研究一直是热点。而心肌钙蛋白是国际上公认的诊断急性心肌梗死的灵敏性和特异性最好的标志物，人心肌钙蛋白I是心肌钙蛋白复合物的亚单位之一，具有较高的心肌特异性及敏感度，被称为临床的“黄金标准”。因此，心肌钙蛋白I的早期诊断具有重要意义。目前，已经报道的检测心肌钙蛋白I的分析方法有酶联免疫法、酶联荧光分析法、光磁生物传感器、酶标电泳法和电化学免疫分析法等。虽然心肌钙蛋白I的检测方法很多，但是这些方法步骤复杂、耗时较长、检测灵敏度低、检测人员要求高。为了克服以上分析方法的弊端，本专利技术设计了一种特异性强，灵敏度高，选择性好，操作快速简便的光电化学免疫分析方法。本专利技术利用光电化学分析法，以羧基化CdS量子点来敏化TiO2的001晶面，增强其可见光吸收，得到光电活性显著提高的复合材料TiO2/CdS，通过层层自组装方法，将心肌钙蛋白I抗体、牛血清白蛋白和心肌钙蛋白I抗原组装到TiO2/CdS复合材料上，用Ag@Cu2O核壳纳米粒子为二抗标记物，利用Ag@Cu2O核壳纳米粒子中Ag粒子核对可见光能量的等离子共振转移和p-型半导体Cu2O壳光生电子空穴对竞争电子供体抗坏血酸，以及自身的空间位阻和大的比表面积增加抗体的固载量，TiO2/CdS优异的光电活性以及心肌钙蛋白I抗原抗体之间的特异性结合，构建了一种基于TiO2/CdS的心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器。该传感器具有优异的光电化学活性，具有灵敏度高、线性范围宽、检出限低、检测快速、制备过程相对简单等优点，实现了对心肌钙蛋白I的超灵敏分析，为目前有效检测心肌钙蛋白I提供了新方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，实现了对心肌钙蛋白I的超灵敏检测。本专利技术的目的之一是提供一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法。本专利技术的目的之二是将所制备的夹心型光电化学传感器，实现对心肌钙蛋白I的快速灵敏检测。本专利技术的技术方案如下：1.一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，步骤如下：（1）将2.5cm×0.8cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；（2）取8~10µL、8~12mg/mL的纳米正方片二氧化钛TiO2悬浮液滴加到导电玻璃电极的导电面，室温下自然晾干；（3）在TiO2修饰的电极表面，滴加4~5µL羧基化的硫化镉CdS量子点溶液，室温下晾干，超纯水冲洗电极表面，制得TiO2/CdS电极；（4）在TiO2/CdS电极表面滴加4~5µL、0.1mol/L的巯基乙酸，室温下晾干，继续滴加4~5μL的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺，反应20~40min后用超纯水冲洗，自然晾干；（5）在修饰电极表面继续滴加4~5µL、浓度为3~5µg/mL的心肌钙蛋白I抗体溶液，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（6）继续滴加4~5µL、质量分数为1~1.5%的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（7）继续滴加3~5μL、0.00002~50ng/mL的心肌钙蛋白I抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（8）继续滴加4~8μL、0.3~1.0mg/mL的Ag@Cu2O核壳纳米粒子标记的心肌钙蛋白I抗原的抗体溶液在电极表面与抗原特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，制得一种基于TiO2/CdS的心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器，于4℃冰箱中储存备用。所述的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺含1×10-2mol/L的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和2×10-3mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。2.TiO2/CdS的制备，步骤如下：（1）0.6~1.0mL氢氟酸加入8~10mL钛酸四丁酯中，搅拌15~30min，所得溶液移入聚四氟内衬高压反应釜中，180℃反应22~26h，降至室温，离心、洗涤、真空干燥，得到TiO2；（2）把125µL的巯基乙酸滴加到25mL的0.01mol/LCdCl2水溶液中，通氮气20~40min，用1mol/L氢氧化钠调pH值为11，把2.5mL的0.1mol/L硫化钠溶液慢慢注入到溶液中，混合物在氮气的环境下反应4h，得到羧基化的CdS量子点，4°C冰箱里储存待用；（3）取8~10µL、8~12mg/mL的TiO2悬浮液滴加到导电玻璃电极的导电面，室温下自然晾干，继续滴加4~5µL羧基化的CdS量子点溶液，室温下晾干，超纯水冲洗电极表面，制得TiO2/CdS。3.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备，步骤如下：（1）30~40mg的硝酸银溶解在180~220mL的超纯水中，85℃回流，搅拌30min；（2）在（1）溶液中加入4mL1%的柠檬酸三钠溶液，煮沸30min，得银粒子溶液；（3）在磁力搅拌下，10~12gPVP加入到500mL的0.01mol/LCu(NO3)2水溶液中，待粉末完全溶解后，滴加40.0mL银粒子溶液；（4）室温下立即加入340µLN2H4-H2O（35%）溶液，混合物搅拌5min，用水和无水乙醇清洗Ag@Cu2O核壳纳米粒子，再用无水乙醇分散，4℃冰箱中储存备用。4.心肌钙蛋白I特异性抗原的检测方法，步骤如下：（1）使用电化学工作站的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，所制备的心肌钙蛋白I特异性抗原夹心型光电化学传感器为工作电极，在PBS缓冲溶液中进行测试，PBS缓冲溶液为10mL~15mL、pH为5.0~8.5的含0.1mol/L抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液；（2）采用时间-电流法对心肌钙蛋白I特异性抗原溶液进行检测，设置电压为0V，运行时间100s，激发光源为LED灯，记录电流变化，绘制工作曲线；（3）将待测样品溶液代替心肌钙蛋白I特异性抗原溶液进行检测，按照步骤（2）和（3）中的方法进行检测，根据响应光电流强度I和工作曲线，得到待测样品中心肌钙蛋白I的含量。实验结果证明，本专利技术所采用的时间-电流差值与心肌钙蛋白I特异性抗原浓度在0.02pg/mL~50ng/mL范围内保持良好的线性关系，检测限达到6.7fg本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将2.5 cm × 0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；（2）取8 ~ 10 µL、8 ~ 12 mg/mL的纳米正方片二氧化钛TiO2悬浮液滴加到导电玻璃电极的导电面，室温下自然晾干；（3）在TiO2修饰的电极表面，滴加4 ~ 5 µL羧基化的硫化镉CdS量子点溶液，室温下晾干，超纯水冲洗电极表面，制得TiO2/CdS电极；（4）在TiO2/CdS电极表面滴加4 ~ 5 µL、0.1 mol/L的巯基乙酸，室温下晾干，继续滴加4 ~ 5 μL的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺/N‑羟基琥珀酰亚胺，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；（5）在修饰电极表面继续滴加4 ~ 5 µL、浓度为3 ~ 5 µg/mL的心肌钙蛋白I抗体溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（6）继续滴加4 ~ 5 µL、质量分数为1 ~ 1.5 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（7）继续滴加3 ~ 5 μL、0.00002 ~ 50 ng/mL的心肌钙蛋白I抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（8）继续滴加4 ~ 8 μL、0.3 ~ 1.0 mg/mL的Ag@Cu2O核壳纳米粒子标记的心肌钙蛋白I抗原的抗体溶液在电极表面与抗原特异性识别，室温下孵化1 h，清洗干净，制得一种基于TiO2/CdS的心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器，于4 ℃冰箱中储存备用；所述的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺/N‑羟基琥珀酰亚胺含1 × 10‑2 mol/L的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺和2 × 10‑3 mol/L的N‑羟基琥珀酰亚胺。...
【技术特征摘要】
1.一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将2.5cm×0.8cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；（2）取8~10µL、8~12mg/mL的纳米正方片二氧化钛TiO2悬浮液滴加到导电玻璃电极的导电面，室温下自然晾干；（3）在TiO2修饰的电极表面，滴加4~5µL羧基化的硫化镉CdS量子点溶液，室温下晾干，超纯水冲洗电极表面，制得TiO2/CdS电极；（4）在TiO2/CdS电极表面滴加4~5µL、0.1mol/L的巯基乙酸，室温下晾干，继续滴加4~5μL的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺，反应20~40min后用超纯水冲洗，自然晾干；（5）在修饰电极表面继续滴加4~5µL、浓度为3~5µg/mL的心肌钙蛋白I抗体溶液，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（6）继续滴加4~5µL、质量分数为1~1.5%的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（7）继续滴加3~5μL、0.00002~50ng/mL的心肌钙蛋白I抗原溶液，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；（8）继续滴加4~8μL、0.3~1.0mg/mL的Ag@Cu2O核壳纳米粒子标记的心肌钙蛋白I抗原的抗体溶液在电极表面与抗原特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，制得一种基于TiO2/CdS的心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器，于4℃冰箱中储存备用；所述的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺含1×10-2mol/L的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和2×10-3mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。2.如权利要求1所述的一种心肌钙蛋白I的夹心型光电化学传感器的制备方法，所述TiO2/CdS的制备，其特征在于，步骤如下：（1）8~10mL钛酸四丁酯中加入0.6~1.0mL氢氟酸，搅拌15~30min，所得溶液移入聚四氟内衬高压反应釜中，180℃反应22~26h，降至室温，离心、洗涤、真空干燥，得到Ti...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔玲，陈杰，陈志伟，孙晓凯，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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