一种基于富氧空位CeO制造技术

本发明专利技术涉及一种基于富氧空位CeO

【技术实现步骤摘要】
一种基于富氧空位CeO2电致化学发光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领域与生物传感

技术介绍
CYFRA21-1是细胞角蛋白19的可溶性片段，被认为是一种主要用于检测肺癌的肿瘤标记物，尤其对非小细胞肺癌的诊断具有重要价值。如果肺部存在不清晰的环形阴影，同时血清CYFRA21-1浓度高于30ng/mL，原发性支气管肺癌的可能性非常高，各类非小细胞肺癌阳性检出率为70%～85%，CYFRA21-1的血清浓度水平高低与肿瘤临床分期正相关，也可作为肺癌手术和放化疗后追踪早期复发的有效指标，CYFRA21-1的血清高浓度水平提示疾病处于进展期和预后不良，质量成功的标志是CYFRA21-1的血清浓度迅速下降，反之则表示病灶未完全清除，CYFRA21-1对各型肺癌诊断的敏感性依次为：鳞癌>腺癌>大细胞癌>小细胞癌。到目前为止，只有荧光法、电化学分析、色谱分析等几种分析方法得到了发展。因此，发展一种简单、快速、准确的测定方法，对于CYFRA21-1的即时检测具有重要意义。作为一门由生物、化学、医学、电子技术等多种学科相互交叉而兴起的研究热点，电致化学发光免疫分析是电致化学发光技术与免疫分析方法的有机结合，制得的免疫传感器具有成本低、选择性好、灵敏度高、分析速度快，易于自动化、微型化与集成化等优点，已被广泛应用于疾病标志物分析、食品安全分析、环境污染分析等领域。近年来，越来越多半导体纳米材料的电致化学发光性能被发现，例如CeO2、TiO2等，但由于其自身电化学活性差、导电性差等缺点，使其发光效率不理想，也限制了它们在电致化学发光传感器中应用。为此，本专利技术提出一种高浓度氧空位增强CeO2电致化学发光性能的方法，通过硼氢化钠常温还原法制得富氧空位CeO2，高浓度氧空位可改善CeO2电子结构，显著增强其电子迁移率，与传统方法制备的CeO2纳米材料相比，富氧空位CeO2具有更高且稳定的发光效率，将其作为信号源构建电致化学传感器件，可实现信号的高效、稳定输出，有利于实现血清中CYFRA21-1的快速灵敏检测。
技术实现思路
本专利技术的任务之一是为了拓宽CeO2等半导体氧化物纳米材料在电致化学发光传感的应用，提出一种高浓度氧空位增强CeO2电致化学发光性能的方法，该方法可显著增强CeO2的发光效率，大大提升了该类材料在免疫传感中的应用；本专利技术的技术任务之二是弥补现有CYFRA21-1检测技术的不足，提供一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的用途，该传感器能够快速检测CYFRA21-1，具有灵敏度高、特异性强、重现性好的优点，检出限为25pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：1.一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：（1）将直径为4mm的玻碳电极依次用1.0μm、0.3μm、0.05μm氧化铝抛光粉抛光处理，用超纯水冲洗干净；（2）在玻碳电极表面滴涂6μL、浓度为2~4mg/mL的纳米金功能化富氧空位CeO2溶液为传感基底，将其置于37°C晾干；（3）滴加6μL、浓度为100μg/mL的CYFRA21-1抗体溶液，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；（4）滴加3μL、质量分数为1~3%的牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面的非特异性活性位点，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；（5）滴加6μL、一定浓度的CYFRA21-1标准溶液，37°C下孵化0.5~2h，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干，传感器构建完毕。2.如权利要求1所述的一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用，其特征在于，所述纳米金功能化富氧空位CeO2溶液，按以下步骤制备：首先，将摩尔质量为5~8mmol的天冬酰胺完全溶解于40~60mL超纯水并在在45~60°C下搅拌15min，然后加入摩尔质量为5~8mmol七水合三氯化铈继续搅拌10min，随后将获得物转移至体积为50mL的聚四氟乙烯内衬的高温反应釜中，温度保持在160~180°C，反应24~48h，随后冷却至室温。所得到的固体离心洗涤多次后，在40~80°C的真空干燥箱中干燥12~36h，然后在360°C下烧结1~3h，得到亮黄色的CeO2纳米颗粒，取质量为80~100mg的产品溶于体积为10mL超纯水中配成浓度为2~4mg/mL的CeO2溶液，加入1mol/L的硼氢化钠溶液，超声3h后，离心分离，洗涤干燥后，制得富氧空位CeO2纳米材料；制备浓度为2~4mg/mL的富氧空位CeO2溶液，加入体积为1~3mL纳米金溶胶，震荡结合12h后，离心分离，制得纳米金功能化富氧空位CeO2溶液。3.如权利要求1所述制备方法制备的电致化学发光传感器用于CYFRA21-1浓度的检测。4.如权利要求4所述的CYFRA21-1浓度的检测，其特征在于，操作步骤如下：（1）参数设置：超微弱电致化学发光仪的光电倍增管高压设置为600V，电化学工作站循环伏安扫描电位范围设置为-1.6~0V，扫描速率设置为0.1V/s；（2）测试：以银/氯化银电极作为参比电极，铂丝电极为对电极，以上述方法制备的传感器为工作电极，在10mL含45~75mmol/L过硫酸钾的磷酸盐缓冲溶液中进行电致化学发光测试，得到孵化不同浓度CYFRA21-1时对应的电致化学发光信号强度，绘制工作曲线，其检出限为25pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL；（3）将孵化未知浓度的CYFRA21-1实际样品的电致化学发光传感器进行测试得到相应的信号强度，据此根据工作曲线计算即可得到该试剂样品中的CYFRA21-1浓度。本专利技术的有益成果（1）由于CeO2等半导体氧化物纳米材料发光效率低，在电致化学发光领域的应用受到了限制，本专利技术首次提出一种高浓度氧空位增强CeO2电致化学发光性能的方法，通过硼氢化钠还原法，引入高浓度氧空位可显著提高CeO2自身的发光效率，该方法有助于拓宽CeO2等类似半导体纳米材料在电致化学发光领域的进一步应用与研究；（2）本专利技术基于富氧空位促进CeO2电致化学发光效率的原理提出了一种新颖可靠的免疫传感技术。弥补了现有电化学检测技术操作复杂、灵敏度低、重现差的问题，将该技术应用于CYFRA21-1的样品检测，检出限为25pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL，具有响应速度快、灵敏度高、重现好、制备简单、成本低、绿色环保的优点。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1.一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：（1）将直径为4mm的玻碳电极依次用1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于富氧空位CeO

【技术特征摘要】
1.一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将直径为4mm的玻碳电极依次用1.0μm、0.3μm、0.05μm氧化铝抛光粉抛光处理，用超纯水冲洗干净；
（2）在玻碳电极表面滴涂6μL、浓度为2~4mg/mL的纳米金功能化富氧空位CeO2溶液为传感基底，将其置于37°C晾干；
（3）滴加6μL、浓度为100μg/mL的CYFRA21-1抗体溶液，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；
（4）滴加3μL、质量分数为1~3%的牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面的非特异性活性位点，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；
（5）滴加6μL、一定浓度的CYFRA21-1标准溶液，37°C下孵化0.5~2h，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干，传感器构建完毕。


2.如权利要求1所述的一种基于富氧空位CeO2电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用，其特征在于，所述纳米金功能化富氧空位CeO2溶液，按以下步骤制备：
首先，将摩尔质量为5~8mmol的天冬酰胺完全溶解于40~60mL超纯水并在在45~60°C下搅拌15min，然后加入摩尔质量为5~8mmol七水合三氯化铈继续搅拌10min，随后将获得物转移至体积为50mL的聚四氟乙烯内衬的高温反应釜中，温度保持在160~180°C，反应24~48h，随后冷却至室温；所得到的固体离心洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，杨磊，杜宇，任祥，刘蕾，冯锐，张诺，马洪敏，鞠熀先，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37