一种利用双检测方法相互验证的电流型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纳米材料、免疫分析和生物传感技术领域，提供了一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法及应用。具体是以负载金纳米粒子的氨基化石墨烯(Au NPs/NH2‑GS)为基底平台、负载金钯核壳纳米枝晶的吸附Fe

【技术实现步骤摘要】
一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法及应用
本专利技术属于新型纳米材料、免疫分析和生物传感
，提供了一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法及应用，具体涉及一种基于负载金钯核壳纳米枝晶的吸附Fe2+的壳聚糖功能化聚吡咯纳米管复合材料构建电流型免疫传感器的方法，以及该免疫传感器在利用时间-电流曲线法和方波脉冲伏安法检测癌胚抗原中的应用。
技术介绍
据世界卫生组织2018年2月的报道，2015年全球约有880万人死于癌症。陈万青等人在《CancerstatisticsinChina,2015》一文中也提到2015年中国人口预期癌症新发病例总数为429.2万人，预期死亡人数281.4万人。这些统计结果说明癌症已经严重威胁人们的生命安全。癌胚抗原(CEA)是一种广谱肿瘤标志物，其正常水平为0~2.5ng/mL(BritishJournalofHaematology,110,743-754,2000)，不仅能作为早期诊断结肠癌和直肠癌的特异性标志物，而且在乳腺癌、肺癌及其他恶性肿瘤的血清中CEA值也有升高。因此，CEA在恶性肿瘤的鉴别诊断、病情监测、疗效评价等方面，具有重要的临床价值。电化学免疫传感器是将电化学分析方法和免疫技术结合在一起构建而成的一种分析方法，具有迅速检测、低检出限、高灵敏度和低制备成本等优点。近年来，电化学免疫传感器备受青睐，被广泛应用于在生物、环境、医学、食品、农业等领域。田亮亮等在专利CN103770568A中利用聚邻苯二胺微球/HRP标记的CEA抗体构建电化学免疫传感器，其线性范围较窄(0.1~50ng/mL)，检测限(0.05ng/mL)有待提升。李娜等在专利CN104865299B中利用花状纳米金钯和三氧化二锰复合材料构建了免疫传感器，并对前列腺特异性抗原有较大的线性检测范围(0.0005~20ng/mL)和较低的检出限(0.11pg/mL)，此外在文中作者还强调了金钯纳米粒子的催化作用。ManojB.Gawande等发表有关核壳型纳米粒子的综述，阐述了核壳型纳米粒子在催化和电催化领域的优点及应用(ChemicalSocietyReviews,44,7540-7590,2015)。侯鹏飞等也发表有关核壳状贵金属纳米粒子的综述，文中论述了贵金属核壳型纳米的优点(CrystEngComm,17,1826-1832,2015)。李月云等在专利CN104198563A和CN105241939B中通过吸附铅离子和镉离子来提高信号放大器对信号源(过氧化氢)还原的催化作用，增强对传感器的灵敏性。通过以上研究背景说明在利用过氧化氢作为信号源时，核壳状贵金属和金属离子对放大传感器响应信号具有重要意义，然而以上专利仅通过一种方法来进行检测，其准确度不能很到的证明。本专利技术采用Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs作为信号放大器，基于金钯核壳纳米枝晶对过氧化氢的催化作用以及Fe2+与过氧化氢形成的芬顿试剂效应，构建的免疫传感器不仅在采用时间-电流曲线法检测时具有灵敏的反应，而且通过方波脉冲伏安法检测时Fe2+可以作为信号源也具有较宽的线性范围。单一的检测方法不能够说明所构建传感器的准确度。但是对比同一传感器利用两种检测方法的结果，可以准确地验证该传感器的准确度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器，所述电化学免疫传感器包括：工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极的为玻碳电极，其表面利用依次修饰AuNPs/NH2-GS、癌胚抗体、牛血清蛋白、癌胚抗原、Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2。所述对电极为铂丝电极，所述参比电极为饱和甘汞电极。本专利技术的目的之一是提供一种利用双检测方法相互验证的电流型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利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器用于癌胚抗原的定量检测。本专利技术的技术方案，包括以下步骤：（1）制备负载金钯核壳纳米枝晶的吸附Fe2+的壳聚糖功能化聚吡咯纳米管复合材料的癌胚抗体免疫复合物(Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2)；（2）制备负载金纳米粒子的氨基化石墨烯(AuNPs/NH2-GS)；（3）制备利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的工作电极；（4）利用时间-电流曲线法和方波脉冲伏安法制作电流型免疫传感器检测癌胚抗原的工作曲线。其中步骤（1）制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2包括：①制备金钯核壳纳米枝晶(Au@PdNDs)取0.4~0.6mL、1.0wt%的氯金酸溶液加入到49mL的二次水中，加热至沸腾，快速加入1.0~1.5mL、1.0wt%的柠檬酸钠溶液，搅拌条件下维持沸腾10min后得金纳米粒子分散液；向15~20mL金纳米粒子分散液中依次加入80~90mg的十六烷基氯化吡啶、8.0mL的二次水和0.5~1.0mL、20mmol/L的氯化钯溶液，搅拌10min后加入1.0~1.5mL、0.1mol/L新配的抗坏血酸溶液，40℃下放置4h后离心、水洗，冷冻干燥得Au@PdNDs；②制备壳聚糖功能化聚吡咯纳米管(CS/PPyNTs)取0.2~0.3g三氯化铁分散在12~15mL二次水中，在搅拌条件下加入12~15mL、10mmoL/L的甲基橙溶液，磁力搅拌3min后，滴加90~100μL吡咯，室温下反应12h，离心、水洗至上清液pH呈中性，将下层沉淀冷冻干燥，得聚吡咯纳米管；将0.2~0.3g的壳聚糖加入到50mL、0.1~0.2wt%的乙酸溶液中，超声分散均匀后加入15~20mg聚吡咯纳米管，连续超声2h后离心水洗至上清液pH呈中性，冷冻干燥得CS/PPyNTs；③制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs取15~20mg的CS/PPyNTs超声分散在20mL、0.2~0.5mg/mL的Au@PdNDs分散液中，室温下振荡6h后加入60~100mg的硫酸亚铁，继续振荡另外6h后离心、水洗，冷冻干燥得Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs;④制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2取4~8mg的Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs分散在2.0mL、pH=7.0的缓冲溶液中，加入2.0mL、80~120µg/mL的检测抗体Ab2溶液(pH=7.0)，4℃下振荡孵化10h，离心后将下层沉淀分散在4.0mL、pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液，制得Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2分散液，4℃下保存备用。其中步骤（2）制备AuNPs/NH2-GS包括：①制备氨基化石墨烯(NH2-GS)取96mL、98wt%的浓硫酸加入0.5~1.0g石墨粉和10mg硝酸钠，搅拌30min后，冰水浴搅拌条件下缓慢加入5~7g高锰酸钾，继续搅拌30min后加热至60~90℃，反应8h后，加40mg的冰，再加0.5~1.0mL、30wt%的过氧化氢，搅拌20min后离心、水洗至上清液pH呈中性，将沉淀加到40mL的水，超声40min后5000rpm离心，将上层液体冷冻干燥得到氧化石墨烯；取50mg氧化石墨烯加入20mL乙二醇，超声30min，加0.5mL的浓氨水，将混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法及应用一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法，所述方法包括：（1）制备负载金钯核壳纳米枝晶的吸附Fe2+的壳聚糖功能化聚吡咯纳米管复合材料的癌胚抗体免疫复合物(Au@Pd NDs/Fe2+‑CS/PPy NTs/Ab2)；（2）制备负载金纳米粒子的氨基化石墨烯(Au NPs/NH2‑GS)；（3）制备利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的工作电极；（4）利用时间‑电流曲线法和方波脉冲伏安法制作电流型免疫传感器检测癌胚抗原的工作曲线。

【技术特征摘要】
1.一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法及应用一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法，所述方法包括：（1）制备负载金钯核壳纳米枝晶的吸附Fe2+的壳聚糖功能化聚吡咯纳米管复合材料的癌胚抗体免疫复合物(Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2)；（2）制备负载金纳米粒子的氨基化石墨烯(AuNPs/NH2-GS)；（3）制备利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的工作电极；（4）利用时间-电流曲线法和方波脉冲伏安法制作电流型免疫传感器检测癌胚抗原的工作曲线。2.如权利要求1所述一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2包括：①制备金钯核壳纳米枝晶(Au@PdNDs)取0.4~0.6mL、1.0wt%的氯金酸溶液加入到49mL的二次水中，加热至沸腾，快速加入1.0~1.5mL、1.0wt%的柠檬酸钠溶液，搅拌条件下维持沸腾10min后得金纳米粒子分散液；向15~20mL金纳米粒子分散液中依次加入80~90mg的十六烷基氯化吡啶、8.0mL的二次水和0.5~1.0mL、20mmol/L的氯化钯溶液，搅拌10min后，加入1.0~1.5mL、0.1mol/L新配的抗坏血酸溶液，40℃下放置4h后离心、水洗，冷冻干燥得Au@PdNDs；②制备壳聚糖功能化聚吡咯纳米管(CS/PPyNTs)取0.2~0.3g三氯化铁分散在12~15mL二次水中，在搅拌条件下加入12~15mL、10mmoL/L的甲基橙溶液，磁力搅拌3min后，滴加90~100µL吡咯，室温下反应12h，离心、水洗至上清液pH呈中性，将下层沉淀冷冻干燥，得聚吡咯纳米管；将0.2~0.3g的壳聚糖加入到50mL、0.1~0.2wt%的乙酸溶液中，超声分散均匀后加入15~20mg聚吡咯纳米管，连续超声2h后离心、水洗至上清液pH呈中性，冷冻干燥得CS/PPyNTs；③制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs取15~20mg的CS/PPyNTs超声分散在20mL、0.2~0.5mg/mL的Au@PdNDs分散液中，室温下振荡6h后加入60~100mg的硫酸亚铁，继续振荡另外6h后离心、水洗，冷冻干燥得Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs;④制备Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2取4~8mg的Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs分散在2.0mL、pH=7.0的缓冲溶液中，加入2.0mL、80~120µg/mL的检测抗体Ab2溶液(pH=7.0)，4℃下振荡孵化10h，离心后将下层沉淀分散在4.0mL、pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液，制得Au@PdNDs/Fe2+-CS/PPyNTs/Ab2分散液，4℃下保存备用。3.如权利要求1所述一种利用双检测方法相互验证的电流型免疫传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）制备AuNPs/NH2-GS包括：①制备氨基化石墨烯(NH2-GS)取96mL、98wt%的浓硫酸加入0.5~1.0g石墨粉和1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，裴福彬，马恩慧，李明党，余昊轩，薛建强，王瑞琛，董云会，李月云，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37