一种电化学免疫传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种电化学免疫传感器及其制备方法和应用，是以适配体/十八硫醇作为功能化基团制备具有亲水/疏水性的Janus粒子，并用其修饰玻碳电极，制备得到的电化学免疫传感器。该方法制备的传感器可用于β‑受体激动剂莱克多巴胺的检测。该方法提高了电极的灵敏度和选择性，使电极修饰过程更加简便，具有良好的稳定性和重现性，并且可以应用于人体尿液中莱克多巴胺的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学免疫传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及电化学电极材料制备
，具体涉及一种电化学免疫传感器的制备方法，以及所制备的传感器在检测人体尿液中莱克多巴胺的应用。
技术介绍
电化学免疫传感器将免疫反应的高特异性与电化学分析的高灵敏度相结合，因其样品消耗量小、灵敏度高及仪器廉价等优点，成为临床、生物医药、环境化学以及食品安全分析中一种有力的分析手段。其中，电极修饰是制备免疫电化学传感器的关键所在。传统的电极修饰方法需要对电极表面进行层层修饰，过程繁琐，灵敏度低，新型的修饰方法有待开发。Janus是古罗马神话中具有前后两张脸的神，分别代表过去和将来。1991年DeGenne在诺贝尔获奖致辞中首次应用它来表示微粒同时具有两种不同特性。这一术语后用来表示具有各向异性的非中心对称的颗粒，即JanusParticles。Janus粒子不仅在形状和外观上呈现各向异性，在化学组成及性能方面也呈现非对称性。如Janus粒子的两个半球面可以同时携带表面亲/疏水的化学物质，利用Janus粒子的这种特性双亲性可以用来对玻碳电极表面进行修饰，从而开发一种新型的电极修饰方法，制备一种新型电化学免疫传感器。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种电化学免疫传感器及其制备方法和应用，该传感器应具有高的灵敏度和选择性，电极修饰过程更加简便，且具有良好的稳定性和重现性，该传感器可以应用于人体尿液中莱克多巴胺的检测。为实现上述目的，本专利技术提供的一种电化学免疫传感器，是以适配体/十八硫醇作为功能化基团制备具有独特亲水/疏水性的Janus粒子，并用其修饰玻碳电极表面制得到。本专利技术提供的一种电化学免疫传感器的制备方法，步骤包括：(1)按体积比10-15:1将浓度为1mmol/L的氯金酸溶液加入带有回流装置的烧瓶中，搅拌，加热到沸腾，然后快速加入浓度为38-40mmol/L的柠檬酸钠溶液，回流直到溶液变为酒红色；将烧瓶移出热源，继续搅拌，冷却至室温，制得纳米金溶液，0-5℃下保存备用；(2)用50％-70％的浓硫酸，20％-30％的双氧水，按体积比3-4:1配置piranha溶液，将硅片置入溶液中，在70-90℃下加热煮沸10-20分钟，清除硅片表面的杂质，取出，用超纯水冲洗干净，备用；(3)按体积比1:1-1.2将质量分数1-2％的氨基聚苯乙烯微球水溶液分散在无水乙醇中；将分散后的PS微球超声20-40s；在玻璃培养皿中加入超纯水，将处理过的PS微球溶液缓慢滴加在超纯水的表面，加入少量十二烷基磺酸钠溶液使PS微球排列为紧密单层；用步骤(2)制备的硅片捞出排列为单层的PS微球，并使其负着在硅片表面，干燥后备用；(4)用真空热蒸镀仪在步骤(3)制备的单层排列的PS微球的上表面蒸镀金层，使金层厚度为20-30nm，将其迅速浸入1×10-3-2×10-3mol/L十八硫醇溶液中，3-6小时后，用超纯水冲洗硅片，除去吸附松散的十八硫醇；用超声波把修饰好的PS微球从硅片上脱离下来使其分散在超纯水中，制备得到Janus粒子溶液，保存备用；(5)将步骤(4)得到的Janus粒子溶液超声，使其在溶液中分散均匀，然后吸取分散均匀的Janus粒子溶液缓慢滴加在玻碳电极表面，用红外灯烤干，用超纯水轻轻冲洗，除去吸附松散的Janus粒子，得到Janus粒子修饰电极；(6)将步骤(5)得到的Janus粒子修饰电极在步骤(1)制得的纳米金溶液中浸泡1-3时间，用超纯水冲洗，除去吸附松散的纳米金颗粒，吹干备用；(7)将步骤(6)处理的Janus粒子修饰电极浸泡在莱克多巴胺适配体溶液中，2-10℃下过夜，吹干备用；(8)将步骤(7)处理的Janus粒子修饰电极浸泡在BSA溶液中2-4小时，用超纯水冲洗，除去表面吸附松散的BSA，吹干，浸入pH6-8的缓冲液中，备用。所述的步骤(1)中优选条件：柠檬酸钠的浓度为38.8mmol/L，回流时间15分钟，4℃下保存备用。所述的步骤(2)中优选条件：浓硫酸的浓度为70％，双氧水的浓度为30％，按体积比3:1配置piranha溶液，将硅片置入溶液中，在85℃下加热煮沸15分钟。所述的步骤(3)中优选条件：按体积比1:1将质量分数2％的聚苯乙烯微球水溶液分散在无水乙醇中；将分散后的PS微球超声30s；十二烷基磺酸钠溶液的浓度为2wt％。所述的步骤(4)中蒸镀的金层厚度优选为25nm，十八硫醇的浓度优选为1×10-3mol/L，浸泡时间优选为4小时。所述的步骤(5)中超声时间优选为30秒。所述的步骤(6)中浸泡时间优选为2小时。所述的步骤(8)中BSA溶液浓度优选为0.25％，浸泡时间优选为2小时，缓冲溶液pH优选为7.4。本专利技术方法制备的电化学免疫传感器可用于检测人体尿液中的莱克多巴胺。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)以适配体/十八硫醇制备Janus粒子，将其修饰在玻碳电极表面，提高了电极的灵敏度且使电极修饰过程更加简单。(2)制得的电化学免疫传感器，将其用于构建实际人体尿液中检测莱克多巴胺的传感体系，可以显著提高免疫电极的选择性。本专利技术制备得到的电化学免疫传感器可检测实际人体尿液中的莱克多巴胺。(3)制得的电化学免疫传感器，具有良好的稳定性和重现性，是对Janus粒子独特性质的开发和应用，也为未来莱克多巴胺的检测提供了新的思路。附图说明图1为本专利技术制备电化学免疫传感器的修饰过程。图2为本专利技术制备电化学免疫传感器用扫描电镜表征Janus粒子。图3为本专利技术制备电化学免疫传感器扫描电镜表征图像。图4为本专利技术制备电化学免疫传感器用循环伏安法表征电极修饰过程。图5为本专利技术制备电化学免疫传感器免疫电极在不同扫描速度下的循环伏安图。图6为本专利技术制备电化学免疫传感器免疫电极随在莱克多巴胺溶液中孵育时间的变化其阳极峰电流的变化。图7为本专利技术制备电化学免疫传感器用循环伏安法表征不同pH下免疫电极对于莱克多巴胺检测的影响。图8为本专利技术制备电化学免疫传感器用差分脉冲法表征免疫电极在不同浓度莱克多巴胺溶液中的检测。图9为本专利技术制备电化学免疫传感器莱克多巴胺浓度与峰电流的线性关系。图10为本专利技术制备电化学免疫传感器用差分脉冲法峰电流表征免疫电极选择性。具体实施方式本专利技术是以适配体/十八硫醇作为功能化基团合成具有独特亲水/疏水性的Janus粒子，并用以修饰玻碳电极表面，制备一种电化学免疫传感器，并用于人体尿液中莱克多巴胺的检测。下面通过实施例结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1以Janus粒子修饰玻碳电极的电化学免疫传感器的制备：(1)将150mL浓度为1mM的氯金酸溶液加入带有回流装置的烧瓶中，搅拌，加热到沸腾，然后快速加入15mL浓度为38.8mM柠檬酸钠溶液，回流15分钟直到溶液变为酒红色。将烧瓶移出热源，继续搅拌，冷却至室温，4℃下保存备用；(2)取浓度为30％的双氧水，用70％的浓硫酸，30％的双氧水配置piranha溶液，将硅片置入溶液中，在85℃下加热煮沸15分钟，清除硅片表面的杂质，取出，用超纯水冲洗干净，备用；(3)将200μL2wt％氨基聚苯乙烯微球分散在200μL乙醇溶液中。将稀释后PS微球超声30s。在玻璃培养皿中加入超纯水，将处理过的PS微球溶液缓慢滴加在超纯水的表面，加入10μL2wt％十二烷基磺酸钠溶液。用步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学免疫传感器，其特征在于，是以适配体/十八硫醇作为功能化基团制备具有独特亲水/疏水性的Janus粒子，并用其修饰玻碳电极表面制得。

【技术特征摘要】
1.一种电化学免疫传感器，其特征在于，是以适配体/十八硫醇作为功能化基团制备具有独特亲水/疏水性的Janus粒子，并用其修饰玻碳电极表面制得。2.如权利要求1所述的一种电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于，步骤包括：(1)按体积比10-15:1将浓度为1mmol/L的氯金酸溶液加入带有回流装置的烧瓶中，搅拌，加热到沸腾，然后快速加入浓度为38-40mmol/L的柠檬酸钠溶液，回流直到溶液变为酒红色；将烧瓶移出热源，继续搅拌，冷却至室温，制得纳米金溶液，0-5℃下保存备用；(2)用50％-70％的浓硫酸，20％-30％的双氧水，按体积比3-4:1配置piranha溶液，将硅片置入溶液中，在70-90℃下加热煮沸10-20分钟，清除硅片表面的杂质，取出，用超纯水冲洗干净，备用；(3)按体积比1:1-1.2将质量分数1-2％的氨基聚苯乙烯微球水溶液分散在无水乙醇中；将分散后的PS微球超声20-40s；在玻璃培养皿中加入超纯水，将处理过的PS微球溶液缓慢滴加在超纯水的表面，加入少量十二烷基磺酸钠溶液使PS微球排列为紧密单层；用步骤(2)制备的硅片捞出排列为单层的PS微球，干燥后备用；(4)用真空热蒸镀仪在步骤(3)制备的单层排列的PS微球的上表面蒸镀金层，使金层厚度为20-30nm，将其迅速浸入1×10-3-2×10-3mol/L十八硫醇溶液中，3-6小时后，用超纯水冲洗硅片，除去吸附松散的十八硫醇；用超声波把修饰好的PS微球从硅片上脱离下来使其分散在超纯水中，制备得到Janus粒子溶液，保存备用；(5)将步骤(4)得到的Janus粒子溶液超声，使其在溶液中分散均匀，然后吸取分散均匀的Janus粒子溶液缓慢滴加在玻碳电极表面，用红外灯烤干，用超纯水轻轻冲洗，除去吸附松散的Janus粒子，得到Janus粒子修饰电极；(6)将步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周影，双少敏，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14