本发明专利技术涉及一种中空硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器及其制备方法与应用，玻碳电极表面涂有敏感膜为中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米材料。采用的检测底液为含有三羧基甲基磷脂和二茂铁甲醇的混合溶液。本发明专利技术制备得到的中空的硫化钼立方体纳米材料，具有比表面积大、分散性好等优点，电沉积纳米金后，结合两者的优点，可显著提高电极的有效面积、导电性和稳定性，是一种优良的生物传感器的电极材料，结合信号放大技术检测miRNA具有灵敏度高、选择性好、重现性好以及绿色环保等优点。利于该传感器用于miRNA检测，检出限可达0.16fmol/L（S/N=3）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学和分析化学领域，具体为一种中空的硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器及其制备方法和在MicroRNA检测方面的应用。
技术介绍
电化学生物传感器是以生物活性物质为敏感基元，以电化学电极为信号转换器，对检测前后电势、电流或电容的变化加以测量的传感器。电化学生物传感技术因操作简单、选择性好、灵敏度高等优点而受到生物界和化学界研究者的广泛关注。MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有控功能的非编码RNA，其大小长约20~25个核苷酸，它在基因表达调控过程中起着重要的作用。近年来研究发现，一些重大疾病如癌症、病毒感染、肿瘤等都与miRNA有关。由于miRNA是小分子蛋白质，因此提高miRNA的检测灵敏度、选择性和稳定性研究仍然是一个很棘手的问题。近年来，类石墨的层状过渡金属二硫化物纳米材料逐渐引起了人们的注意。硫化钼（MoS2）是过渡金属二硫化物的典型代表，具有和石墨类似的结构，由三个原子层（S-Mo-S）通过范德华力堆积而成，具有比表面积大、分散性好等特点。MoS2暴露在晶体表面的硫原子对金属尤其是一些贵金属具有很强的吸附作用。中空的立方体纳米材料MoS2具有比片层MoS2更大的比表面积，因此，中空的立方体纳米材料MoS2用于新型的电化学生物传感器的构建有望显著提高其灵敏度。金纳米粒子（AuNPs）具有比表面积大，导电性好、生物兼容性好等特点，在电化学生物传感器的应用中起到了重要的作用。因此，结合中空的MoS2立方体纳米材料大的比面积与AuNPs优良的导电性能构建新型的电化学生物传感器，结合信号放大技术用于miRNA的灵敏检测，在疾病的临床诊断等方面具有较好的应用前景。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种能高灵敏、高选择性的检测miRNA的电化学生物传感器的制备方法，使用中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米为电极敏感材料。本专利技术的目的是这样实现的：一种中空硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器，玻碳电极表面涂有敏感膜为中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米材料；所述的中空的硫化钼立方体纳米材的制备方法，具体步骤如下：（1）将5~10mMMnSO4.H2O、50~100mM乙醇加入500~1000mL三次蒸馏水中经超声分散得到混合分散液；（2）将80~100mMNH4HCO3加入500~1000mL三次蒸馏水中经超声分散得到NH4HCO3分散液，随后加到上述步骤（1）的混合液中，在30~60℃下加热搅拌5~10h；（3）溶液自然冷却到室温，将得到的白色MnCO3沉淀离心、洗涤、干燥；（4）称取0.1~0.5gMnCO3分散在20~70mL的三次蒸馏水中，并超声20~60min；（5）称取0.5~1.0gNa2Mo4.2H2O加入上述步骤（4）的混合液中，并超声5~10min，随后加入2.1~3.0g的L-半胱氨酸，再超声5~10min，用三次蒸馏水稀释到80mL，转移至反应釜中进行水热反应，反应温度为150~200℃，反应时间为12~30h。反应结束后，自然冷却到室温，离心、洗涤、干燥，得到黑色的MnSMoS2固体；（6）称取40~100mg的MnSMoS2固体分散在20~50mL（0.5~1mol/L）的盐酸溶液中，在室温下搅拌12~48h去除MnS，经离心、洗涤、干燥，得到黑色的MoS2固体。所述步骤（1）（2）（4）（5）中超声的频率为53kHz。所述步骤（3）（5）中洗涤为分别用三次蒸馏水和乙醇洗涤三次。所述步骤（3）（5）中干燥为真空干燥，温度为50~80℃，干燥时间为12~24h。所述的以中空的硫化钼立方体纳米材料为电极敏感材料制备信号放大型生物传感器检测miRNA的方法，具体步骤如下：（1）称取0.5~1.5mgMoS2超声分散于1~2.5mL水中，取4~10μL该溶液涂滴于打磨好的玻碳电极表面，自然晾干；（2）将修饰好的电极于0.1%~1%HAuCl4(含0.1~0.5mol/LKNO3)溶液中电沉积纳米金20~60s；（3）取4~10μL5.0×10-9mol/L巯基修饰的一端带有生物素的probeDNA涂滴于电极表面，室温反应6~12h，将其通过Au-S键固定于电极表面；（4）用三次蒸馏水冲洗掉电极表面过量的probeDNA，将4~8μL0.5~1.5mmol/L的巯基己醇（MCH）和4~8μL0.5%~2%的牛血清白蛋白（BSA）分别涂滴于电极表面，放置15~35min，用于除去非特异性吸附；（5）用三次蒸馏水冲洗电极表面，随后，于电极表面滴加不同浓度的MiRNA，50~80℃水浴中孵育40~75min；（6）用三次蒸馏水冲洗电极表面，然后将电极浸入20μL（5~10mmol/L）的Tris缓冲溶液（含0.1~0.8mmol/L抗坏血酸磷酸酯和0.5~1.5mmol/LMgCl2）中20~60min；（7）在电极表面滴加4~10μL，0.5~1.5mg/mL的碱性磷酸酶标记的链霉亲和素（SA-ALP）放置15~50min，最后将电极置于含有2.5~5mmol/L三羧基甲基磷脂（TCEP）和0.5~3mmol/L的二茂铁甲醇溶液中检测电化学信号。所述步骤（1）中超声的频率为53kHz。积极有益效果：（1）本专利技术采用的中空的硫化钼立方体纳米材料和纳米金相结合作为电极的敏感材料，显著提高了电极的有效面积和导电性能，可有效提高传感器的灵敏度和降低方法的检出限；（2）制备材料为全固态的，不含对人体有毒的、污染环境的无机纳米材料；（3）本专利技术的方法制备得到的生物传感器结合信号放大技术检测miRNA，具有灵敏度高和选择性好的优点；（4）本专利技术制备的传感器具有灵敏度高、选择性好、稳定性好、成本低廉、绿色环保等优点。附图说明图1为制备的MnCO3立方体的扫描电镜（SEM）图；图2为制备的中空的硫化钼立方体纳米材料的SEM图；图3A是Q-t的线性图；B是Q-t1/2线性方程的斜率，其中a为裸玻碳电极（GCE），b为GCE上修饰了硫化钼和金纳米；图4为不同浓度miRNA的差分脉冲伏安图。从a到j对应的miRNA的浓度分别是0，1.0×10-16，1.0×10-15，1.0×10-14，5.0×10-13，1.0×10-13，5.0×10-12，1.0×10-12，1.0×10-11，1.0×10-10mol/L，插图是峰电流和miRNA的浓度的负对数之间的线性关系。具体实施方式下面结合附图具体实施例，对本专利技术做进一步的说明：一种中空硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器，玻碳电极表面涂有敏感膜为中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米材料；所述的中空的硫化钼立方体纳米材的制备方法，具体步骤如下：（1）将5~10mMMnSO4.H2O、50~100mM乙醇加入500~1000mL三次蒸馏水中经超声分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中空硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器，其特征在于：玻碳电极表面涂有敏感膜为中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种中空硫化钼立方体纳米电化学信号放大型传感器，其特征在于：玻碳电极表面涂有敏感膜为中空的硫化钼立方体纳米材料和金纳米材料。
2.如权利要求1所述的中空的硫化钼立方体纳米材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将5~10mmol/LMnSO4.H2O和50~100mmol/乙醇加入500~1000mL三次蒸馏水中经超声分散得到混合分散液；
（2）将80~100mmol/LNH4HCO3加入500~1000mL三次蒸馏水中经超声分散得到NH4HCO3分散液，随后加入上述步骤（1）的混合液中，在30~60℃下搅拌加热5~10h；待反应结束后，自然冷却到室温，将白色MnCO3沉淀离心、洗涤、干燥；
（3）称取0.1~0.5gMnCO3分散在20~70mL的三次蒸馏水中，并超声20~60min；
（4）称取0.5~1.0gNa2Mo4.2H2O加入上述步骤（3）的混合液中，并超声5~10min，随后加入2.1~3.0g的L-半胱氨酸，超声5~10min，用三次蒸馏水稀释到80mL，转移至反应釜中进行水热反应，反应温度为150~200℃，反应时间为12~30h;
反应结束后，自然冷却到室温，离心、洗涤、干燥，得到黑色的MnSMoS2固体；
（5）称取40~100mg的MnSMoS2固体分散在20~50mL，0.5~1.0mol/L的HCl中，在室温下搅拌12~48h去除MnS，经离心、洗涤、干燥，得到黑色的MoS2固体。
3.根据权利要求2所述的中空的硫化钼立方体纳米材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤（1）、步骤（2）、步骤（4）和步骤（5）中超声的频率为53kHz；
所述步骤（...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄克靖，帅洪磊，吴志伟，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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