本发明专利技术涉及一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法及应用。具体是将具有高的光电转换效率的CdS@SnS2@MWCNTs修饰于导电玻璃表面为光活性基底材料，制备无标记型胰岛素光电免疫传感器，实现对胰岛素抗原的简单、高灵敏检测。属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法及应用。具体是将具有高的光电转换效率的CdS@SnS2@MWCNTs修饰于导电玻璃表面为光活性基底材料，制备无标记型胰岛素光电免疫传感器，实现对胰岛素抗原的简单、高灵敏检测。属于新型功能材料与生物传感检测
技术介绍
胰岛素在人体新陈代谢中扮演着十分重要的角色，它与人体内葡萄糖水平高低息息相关。胰岛素的分泌调控不当可导致一些代谢性疾病，例如糖尿病、高血糖等。因此，灵敏检测血液中胰岛素的含量对疾病的早期诊断和治疗监测具有重要的意义。光致电化学检测是生物分析中一种新兴的检测方法。光致电化学检测过程中，光为激发信号，随之产生的光电流为检测信号。由于激发信号和检测信号的完全分离使得背景信号的降低，光致电化学具有比传统的电化学方法更高的灵敏度。因此，将免疫分析技术与光电检测技术结合，能够大大提高被测物检测的灵敏度，实现高灵敏检测。此外，与荧光、化学发光等光学检测方法复杂、昂贵的光学检测装置和复杂的影像识别软件对比，光致电化学检测装置具有简单和成本低等优点。SnS2是一种禁带宽度约为2.2 eV的 n型半导体纳米材料，拥有价格低廉，良好的稳定性，无污染等优势。近几年来，SnS2已被广泛应用于光催化产氢、锂离子电池、光降解有机污染物等各个领域。然而，薄层结构一定程度上限制了SnS2的光捕获和激发能力，对其在光学设备的应用产生一定程度的影响。考虑到以上因素，将SnS2薄片与其他半导体纳米材料复合可极大改善其自身限制，增强光电转换效率。因此，CdS作为一种理想的敏化材料被引入到材料的设计合成中。两种金属硫化物具有匹配能带结构，有效地促进了光生电荷的分离，且CdS的原位生成拓宽了可见光的吸收，提高了该材料的实际应用价值。此外， MWCNTs作为碳骨架用于负载小尺寸 SnS2薄片，促进了电子的迁移速度，进一步提高了光生电荷的分离效率。本专利技术以CdS@SnS2@MWCNTs为光活性基底材料，以胰岛素抗原为检测目标，利用抗原抗体的特异性识别，制备无标记型光电免疫传感器，实现对胰岛素抗原的高灵敏检测。此外，该传感器也可应用于其他蛋白质分子的高灵敏检测。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种制备高光电转换效率的CdS@SnS2@MWCNTs复合材料的简便方法；本专利技术的目的之二将所制备CdS@SnS2@MWCNTs作为光活性基底材料应用于光电免疫传感器的制备；本专利技术的目的之三是将该光电免疫传感器应用于胰岛素抗原的高灵敏检测。本专利技术的技术方案如下1.1. 一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法（1）ITO 电极的预处理：将ITO导电玻璃切割至1.0 cm × 2.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，用氮气吹干；（2）滴加5~7 µL、2~5 mg/mL CdS@SnS2@MWCNTs溶液于电极表面，室温条件下晾干；（3）将电极于3 mmol/L 巯基乙酸溶液中浸润0.5~1.5 h，室温条件下晾干，超纯水冲洗；（4）滴加2~4 µL、含0.01 mol/L 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液EDC、0.002 mol/L N-羟基琥珀酰亚胺溶液的混合溶液于电极表面，继续滴加5~7 µL、1~3 µg/mL的胰岛素捕获抗体，4℃冰箱中晾干，超纯水冲洗；（5）滴加5~7 µL、质量分数为0.5 ~ 2.0%的牛血清白蛋白溶液于电极表面，以封闭电极表面上非特异性活性位点，4℃冰箱中晾干；（6）用超纯水清洗，晾至湿润状态，将5~7 µL、0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL不同浓度的胰岛素抗原溶液滴涂于电极表面，使其与胰岛素捕获抗体发生特异性免疫反应，4℃冰箱中孵化1 h，用超纯水冲洗以除去未结合的胰岛素抗原，室温下晾干，制得一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器。2. CdS@SnS2@MWCNTs的制备（1）SnS2@MWCNTs的制备将30~50 mg MWCNTs 溶解于30 mL超纯水中，超声4 h，3~6 mmol SnCl4·5H2O加入到上述溶液中，搅拌4 h后，10~15 mmol 硫代乙酰胺加入到上述溶液中，搅拌30 min，将此混合溶液转移至50 mL的聚四氟乙烯反应釜中，160℃条件下保持8~12 h，冷却至室温，离心分离，用超纯水和无水乙醇洗涤3次，于真空干燥箱中50℃干燥12 h，制得SnS2@MWCNTs复合材料；（2）CdS@SnS2@MWCNTs的制备向30~70 mL 1.0 ×10-2 mol/L CdCl2溶液中通氮气30 min，去除溶液中的氧气，随后，60 mg SnS2@MWCNTs粉末加入到上述溶液中，氮气氛围下，100℃回流30 min，冷却至室温，离心分离，用超纯水洗涤3次，于真空干燥箱中50℃干燥12 h，制得CdS@SnS2@MWCNTs复合材料。3. 胰岛素抗原的检测方法（1）采用三电极体系进行测定，所制备的光电免疫传感器为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极，利用光电化学工作站进行检测，光电检测采用i-t测试手段，偏压设置为0 V，光源为430 nm，每隔20 s进行开关灯；（2）在15 mL、pH 7.0的含0.2 mol/L抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液中，通过光电化学工作站检测0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL一系列不同浓度的胰岛素抗原标准溶液，通过记录开关灯前后产生的不同光电流信号，绘制工作曲线；（3）将待测样品溶液代替胰岛素抗原标准溶液进行检测，检测的结果可通过工作曲线的查得。本专利技术的有益成果（1）本专利技术以CdS@SnS2@MWCNTs为光电活性基底材料，具有良好匹配能带结构的两种金属硫化物，有效地促进了SnS2自身光生电荷的分离，且CdS的原位生成拓宽了可见光的吸收，提高了该材料的实际应用价值。此外， 碳骨架MWCNTs的引入促进了电子的迁移速度，更进一步提升了材料光电性能，增加了传感器的灵敏度；（2）本专利技术基于CdS@SnS2@MWCNTs复合材料制备一种无标记型光电免疫传感器用于胰岛素抗原的检测，操作简单，具有良好的稳定性和选择性，信号响应范围宽，实现高灵敏检测，所测得线性范围为0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL，检测限为0.03 pg/mL。具体实施方式实施例1一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法（1）ITO 电极的预处理：将ITO导电玻璃切割至1.0 cm × 2.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，用氮气吹干；（2）滴加5 µL、2 mg/mL CdS@SnS2@MWCNTs溶液于电极表面，室温条件下晾干；（3）将电极于3 mmol/L 巯基乙酸溶液中浸润1.5 h，室温条件下晾干，超纯水冲洗；（4）滴加2 µL、含0.01 mol/L 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液EDC、0.002 mol/L N-羟基琥珀酰亚胺溶液的混合溶液于电极表面，继续滴加5 µL、3 µg/mL的胰岛素捕获抗体，4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）ITO 电极的预处理：将ITO导电玻璃切割至1.0 cm × 2.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，用氮气吹干；（2）滴加5~7 µL、2~5 mg/mL CdS@SnS2@MWCNTs溶液于电极表面，室温条件下晾干；（3）将电极于3 mmol/L 巯基乙酸溶液中浸润0.5~1.5 h，室温条件下晾干，超纯水冲洗；（4）滴加2~4 µL、含0.01 mol/L 1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐溶液EDC、0.002 mol/L N‑羟基琥珀酰亚胺溶液的混合溶液于电极表面，继续滴加5~7 µL、1~3 µg/mL的胰岛素捕获抗体，4℃冰箱中晾干，超纯水冲洗；（5）滴加5~7 µL、质量分数为0.5~2.0 %的牛血清白蛋白溶液于电极表面，以封闭电极表面上非特异性活性位点，4℃冰箱中晾干；（6）用超纯水清洗，晾至湿润状态，将5~7 µL、0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL不同浓度的胰岛素抗原溶液滴涂于电极表面，使其与胰岛素捕获抗体发生特异性免疫反应，4℃冰箱中孵化1 h，用超纯水冲洗以除去未结合的胰岛素抗原，室温下晾干，制得一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器。...
【技术特征摘要】
1.一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）ITO 电极的预处理：将ITO导电玻璃切割至1.0 cm × 2.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，用氮气吹干；（2）滴加5~7 µL、2~5 mg/mL CdS@SnS2@MWCNTs溶液于电极表面，室温条件下晾干；（3）将电极于3 mmol/L 巯基乙酸溶液中浸润0.5~1.5 h，室温条件下晾干，超纯水冲洗；（4）滴加2~4 µL、含0.01 mol/L 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液EDC、0.002 mol/L N-羟基琥珀酰亚胺溶液的混合溶液于电极表面，继续滴加5~7 µL、1~3 µg/mL的胰岛素捕获抗体，4℃冰箱中晾干，超纯水冲洗；（5）滴加5~7 µL、质量分数为0.5~2.0 %的牛血清白蛋白溶液于电极表面，以封闭电极表面上非特异性活性位点，4℃冰箱中晾干；（6）用超纯水清洗，晾至湿润状态，将5~7 µL、0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL不同浓度的胰岛素抗原溶液滴涂于电极表面，使其与胰岛素捕获抗体发生特异性免疫反应，4℃冰箱中孵化1 h，用超纯水冲洗以除去未结合的胰岛素抗原，室温下晾干，制得一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器。2.如权利要求1所述的一种基于CdS@SnS2@MWCNTs无标记型胰岛素光电免疫传感器的制备方法，其特征在于，所述CdS@SnS2@MWCNTs的制备，步骤如下：（1）SnS2@MWCNTs的制备将30~50 mg MWCNTs 溶解于30...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，孙旭，吴丹，马洪敏，范大伟，胡丽华，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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