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一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法技术

技术编号:24329159 阅读:68 留言:0更新日期:2020-05-29 19:02
本发明专利技术公开一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法。在本发明专利技术中,苝四羧酸PTCA作为发光体负载在ZIF‑67上形成PTCA@ZIF‑67作为信号探针。其中,ZIF‑67作为增强剂可催化S

【技术实现步骤摘要】
一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法
本专利技术设计了一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法,具体以PTCA为发光体,ZIF-67为增强剂,制备一种检测Aβ的双重信号放大的电化学发光传感器,属于电化学发光检测

技术介绍
阿尔茨海默氏病是一种进行性神经肌肉萎缩症,最初的特点是学习和记忆障碍,最终将导致认知能力的丧失。此外,它是老年痴呆的最常见病因。遗传研究表明,Aβ在阿尔茨海默氏病的发展中起到关键作用,其可以作为监测和诊断阿尔茨海默氏病的重要指标。迄今为止,仅报道了几种定量检测Aβ的分析方法,例如化学发光免疫分析,表面等离子体共振和荧光分析。因此,开发快速而高效的方法实现Aβ的超灵敏测定变得尤为重要。电化学发光ECL是发光体由激发态向基态跃迁产生的发光过程,现已成为各个领域中最重要的电化学检测手段之一。目前为止,ECL由于其灵敏度高,线性范围宽,反应迅速且可控性强等优势而受到了广泛的关注,已发展成为分析化学的一门重要分支学科。PTCA是一种具有大量羧基的多环芳烃,因其在S2O82-溶液中稳定的ECL发射而在ECL研究中具有广泛应用。此外,PTCA具有高的比表面积和优异的导电性,表明它可以作为发光体构建传感平台。然而,PTCA本身无法产生足够的ECL发射以满足痕量分析的需求,这促使我们找到一种有效的增强剂来改善其ECL信号。MOFs材料由金属离子和有机配体组成,其具有多金属位点,多孔结构和高比表面积等优异的化学和物理性能,具体而言,多金属位点是提高其催化性能的关键,同时多孔结构可以充分利用这些原子分散的金属位点。因此,MOFs由于其优异的催化活性而在催化领域具有广泛的应用。ZIF-67具有大量原子分散的Co2+和高比表面积,不仅可以起到增强剂的作用实现S2O82-的高效催化,而且能结合更多的PTCA,从而大大增强了ECL信号。本专利技术采用PTCA为发光体获得了稳定的ECL信号,采用ZIF-67为增强剂,其可催化S2O82-生成更多的SO4•-,从而大大提高了PTCA的ECL排放,实现了信号的双重放大。
技术实现思路
本专利技术目的之一是合成发光信号稳定的发光体和催化性能优异的增强剂。本专利技术目的之二是构建基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号的电化学发光传感器。本专利技术目的之三是通过构建的电化学发光传感器实现对Aβ的高灵敏检测。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:1.将直径为4mm的玻碳电极用Al2O3泥浆抛光得到镜状表面,并用超纯水冲洗干净;将处理好的电极浸入质量分数为1%的HAuCl4溶液中,在-0.2V的恒定电压下电沉积一层AuNPs,沉积时间为30s;将沉积完毕的电极浸入50ng/mL的HGC溶液中2h,利用金硫键结合一定量的HGC;将8μL5μg/mL的Ab1滴涂于电极表面,在4oC下进行孵化;将3μL质量分数为1%的BSA滴涂于电极表面,以封闭Ab1上非特异性活性位点;将5μL不同浓度的Aβ滴涂于电极表面,4oC下孵化1h;将8µL4-6μg/mL的Ab2-Au-PTCA@ZIF-67溶液滴涂于电极表面,4oC下孵化2h,实现了基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号的电化学发光传感器的构建;如上所述传感器构建过程中,每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗,以去除未结合的生物分子;本专利技术采用PTCA作为发光体,得到了稳定的发光信号;采用ZIF-67作为增强剂,利用其优异的催化活性催化S2O82-生成了更多的SO4•-,实现了信号的双重放大;传感器制备过程中首先电沉积一层AuNPs,促进了电子转移,既可以增强发光效率,又可以更好的吸附HGC;HGC的引入实现了抗体的定向固定,不仅维持了构建传感器的生物活性,还提升了抗体的孵化效率,从而进一步提高了传感器的灵敏度;将PTCA固载在ZIF-67上作为二抗标记物,既可以负载更多发光体以增强发光信号,又能使传感器对目标物的浓度变化反应更加灵敏,从而实现对Aβ的高灵敏检测。2.将0.1gPTCDA分散在50mL的NaOH溶液中,搅拌至完全溶解;随后,将稀释后浓度为1M的HCl溶液缓慢加入到上述溶液中,至其颜色从黄绿色变为红色为止;接下来,将上述混合溶液离心并用超纯水和乙醇交替洗涤,洗涤至其PH为7.4;最后,将获得的PTCA分散在超纯水中备用;本专利技术制备了PTCA作为发光体,其发光信号稳定,特有的多环芳烃结构既可以减少生物毒物,又可以增加疏水性;此外,PTCA还具有优异的导电性和成膜能力,表明它可以作为发光体构建传感平台;将5mM的Co(NO3)2和20mM的2-甲基咪唑分别溶解在含有甲醇和乙醇的混合溶液中,其中甲醇和乙醇的体积比为1:1;随后,将上述得到的两种溶液混合,溶液颜色迅速变为紫色,混合完毕后,将所得混合物静置24h;最后,通过离心和甲醇洗涤获得ZIF-67,并将其溶于超纯水中备用;本专利技术制备了ZIF-67作为增强剂,其具有大量原子分散的Co2+和高的比表面积,不仅可以实现S2O82-的高效催化,而且还能结合更多的PTCA,从而大大增强了ECL信号;具体反应如下:二价钴离子Co2+可与SO42-反应生成大量的三价钴离子Co3+和SO4•-,同时生成的Co3+被H2O氧化生成大量的羟基自由基OH•,进一步催化SO42-生成更多的SO4•-,从而实现了信号的双重放大。3.首先,将制得的ZIF-67溶于甲苯中,然后将1mLAPTES加入其中,超声处理50分钟;随后,将所得混合溶液转移至高温高压反应釜中,在90oC下反应24h,得到ZIF-67-NH2;接下来,将2mL包含40mM的EDC和10mM的NHS混合溶液加入5mL制得的PTCA溶液中,在4oC下反应1h,然后与5mLZIF-67-NH2溶液反应;随后,在磁力搅拌下将1mL质量分数为1%的HAuCl4溶液和20mgPVP加入其中,搅拌12h后,加入4mL50mM的柠檬酸钠溶液和微量NaBH4,进一步搅拌12小时后,再将所得混合溶液离心洗涤去除未结合的AuNP,并将其溶于PH为7.4的PBS中;最后,将BSA和Ab2依次加入上述溶液中,在4oC下孵育12小时,即成功制备了Ab2-Au-PTCA@ZIF-67;本专利技术通过酰胺反应将PTCA固载在ZIF-67上,合成了PTCA@ZIF-67作为信号探针;ZIF-67具有高的比表面积,可以负载更多的发光体,从而提高了发光效率;将Ab2连接在PTCA@ZIF-67上,使传感器对Aβ的浓度变化反应更加灵敏,实现了对Aβ的高灵敏检测。4.将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂丝电极作为对电极、所构建传感器作为工作电极构建三电极体系;将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中,并将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起,光电倍增管高压设置为600V,扫描电压设置为-1.6-0V,扫描速率设置为0.1V/s;使用10-100mmol/L的K2S2O8溶液作为检测底液,利用三电极体系检测不同浓度Aβ下的电化学发光信号强度本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法,其特征在于:/n将直径为4 mm的玻碳电极用三氧化二铝Al

【技术特征摘要】
1.一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法,其特征在于:
将直径为4mm的玻碳电极用三氧化二铝Al2O3泥浆抛光得到镜状表面,并用超纯水冲洗干净;将处理好的电极浸入质量分数为1%的氯金酸HAuCl4溶液中,在-0.2V的恒定电压下电沉积一层金纳米粒子AuNPs,沉积时间为30s;将沉积完毕的电极浸入50ng/mL的HGC溶液中2h,利用金硫键结合一定量的HGC;将8μL5μg/mL的一抗Ab1滴涂于电极表面,在4oC下进行孵化;将3μL质量分数为1%的牛血清白蛋白BSA滴涂于电极表面,以封闭Ab1上非特异性活性位点;将5μL不同浓度的Aβ滴涂于电极表面,4oC下孵化1h;将8µL4-6μg/mL的Ab2-Au-PTCA@ZIF-67溶液滴涂于电极表面,4oC下孵化2h,实现了基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号的电化学发光传感器的构建;
如上所述传感器构建过程中,每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗,以去除未结合的生物分子。


2.一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法,有关苝四羧酸和钴基金属有机框架物的制备,其特征在于,步骤如下:
将0.1g苝四羧酸二酐PTCDA分散在50mL的氢氧化钠NaOH溶液中,搅拌至完全溶解;随后,将稀释后浓度为1M的盐酸HCl溶液缓慢加入到上述溶液中,至其颜色从黄绿色变为红色为止;接下来,将上述混合溶液离心并用超纯水和乙醇交替洗涤,洗涤至其PH为7.4;最后,将获得的PTCA分散在超纯水中备用;
将5mM的硝酸钴Co(NO3)2和20mM的2-甲基咪唑分别溶解在含有甲醇和乙醇的混合溶液中,其中甲醇和乙醇的体积比为1:1;随后,将上述得到的两种溶液混合,溶液颜色迅速变为紫色,混合完毕后,将所得混合物静置24h;最后,通过离心和甲醇洗涤获得ZIF-67,并将其溶于超纯水中备用。


3.如权利要求1所述的一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法,所述Ab2-Au-PTCA@ZIF-67的制备,其特征在于,步骤如下:
首先,将制得的ZIF-67溶于甲苯中,然后将...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋先震魏琴罗川南范大伟任祥孙晓君邵鑫荣
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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