一种原卟啉修饰铋掺杂钛酸锶检测17β-雌二醇的光电化学传感器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种原卟啉修饰铋掺杂钛酸锶检测17β

【技术实现步骤摘要】
一种原卟啉修饰铋掺杂钛酸锶检测17
β
‑
雌二醇的光电化学传感器的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种原卟啉修饰铋掺杂钛酸锶检测17β
‑
雌二醇的光电化学传感器的制备方法。具体是采用原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶纳米材料作为基底光敏材料，用铬酸钡作为标记物标记第二抗体，该抗体与第一抗体和抗原共同修饰于96微孔板中，当用酸处理时，铬酸钡被溶解而释放Cr(
Ⅵ
)，Cr(
Ⅵ
)加入到待测溶液中后与槲皮素相互作用，使得电流极性发生转变，制备了一种检测雌二醇的信号极性转化型光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测


技术介绍

[0002]17β
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雌二醇(E2)具有较强的雌激素活性的内源性雌激素，对人类和动物的发育和性成熟具有积极意义。然而，由于在促进牲畜生长和人类滥用治疗药物时，大量E2排放到环境中。研究表明，E2在环境中可以通过食物链在人体富集而引起兴奋减少或提高雌激素的活性，因此会导致内分泌失调、乳腺癌和男性不育。这种环境微污染物已经引起了许多国际组织的重视。因此，发展准确和灵敏的方法对E2的分析具有深远的意义。到目前为止，已有很多成熟的E2检测方法，如气相色谱
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质谱联用，液相色谱
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质谱法，酶联免疫吸附剂ELISA分析，电化学方法等。然而，这些方式技术工艺复杂，耗时长，所需仪器设备大。因此，建立一种快速、准确地检测17β
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雌二醇的分析方法非常必要。本专利技术设计了一种新型的信号极性转化型光电化学传感器，极性转化型传感器在其他检测方法未现涉及，其分析速度快，操作简单且检测灵敏度高，本专利技术设计的极性转化型光电化学传感器对17β
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雌二醇的检测限达到3.5 fg/mL。
[0003]钛酸锶，一种典型的半导体材料，具有良好的光催化性能，制作成本低，无毒，具有一定的光稳定性和热稳定性，在可见光照射下，会产生光生电荷，进而形成光电流，但由于其带隙宽度大，可见光利用率低，使得其本身光电转换效率并不高。经过铋离子掺杂后，钛酸锶的带隙结构明显改善，能够有效提高可见光利用效率。同时，原卟啉作为一种优异的敏化材料，其生物相容性好。立方块状的钛酸锶比表面积大，经原卟啉敏化，能够有效提高可见光的利用率，从而获得极好的光电性能。铬酸钡作为一种易于合成的半导体材料，能够很容易被酸溶解并释放出Cr(
Ⅵ
)，该离子可与槲皮素作用，改变光生电子在溶液中的传递方向，从而实现在检测过程中，光电流极性的逐渐改变，使得该传感器的检测灵敏度大大提高。
[0004]光电化学传感器是基于物质的光电转换特性来确定待测物浓度的一类检测装置。光电化学检测方法具有设备简单、灵敏度高、易于微型化的特点，已经发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品、环境、医药等领域具有广阔的应用前景。原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶材料在光电化学传感器方面的应用未见报道。本专利技术基于原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶纳米材料成功构建了在可见光下检测17β
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雌二醇的信号极性转化型光电化学传感器。该传感器以原卟啉敏化的铋掺杂钛酸锶作为基底光敏材料，以铬酸钡作为第二抗体标记物，
~ 20 mg 1
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乙基
‑
(3
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二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐，于室温下震荡10 ~ 30 min，之后加入300 ~ 800 μL浓度为5 ~ 20 μg/mL的17β
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雌二醇第二抗体，在10 ~ 40
ꢀ°
C下孵化1 ~ 5 h后，离心，洗涤，溶解于4 mL的PBS缓冲溶液中储存备用；（5）光电化学传感器的制备1）将导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，通氮气在烘箱中烘干；2）取20
ꢀµ
L原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶材料滴加到ITO导电玻璃的导电面，自然晾干；3）取10 ~ 50
ꢀµ
L17β
‑
雌二醇第一抗体加入96微孔板中，于4 ℃冰箱中孵化过夜；4）将96微孔板中未修饰的第一抗体吸出，继续滴加10 ~ 50
ꢀµ
L用pH为7.0的PBS缓冲溶液配置的质量分数为1% ~ 3%的牛血清白蛋白溶液，在室温下孵化1 h；5）将未固定在96微孔板中的BSA吸出后，滴加10 ~ 50
ꢀµ
L浓度为0.01 pg/mL ~ 200 ng/mL的17β
‑
雌二醇抗原，在室温下孵化1 h；6）吸出未修饰的抗原，滴加10 ~ 50
ꢀµ
L铬酸钡标记的17β
‑
雌二醇第二抗体，在室温下孵化1 h；7）取50
ꢀµ
L用PBS缓冲溶液配制的浓度为1 ~ 5 mmol/L的稀盐酸滴入96微孔板中，作用10 ~ 30 min；8）将96微孔板中的溶液吸出，注入10 mL的含有槲皮素的PBS缓冲溶液中作为光电测试的电解质溶液，将制备的原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶导电玻璃电极浸入该电解质溶液中，制得一种检测17β
‑
雌二醇的光电化学传感器。
[0011]2. 光电化学传感器的检测方法如下：（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，制备的ITO修饰的传感器为工作电极，在含有加入96微孔板吸出的溶液的pH为5.0 ~ 8.0的含有槲皮素的PBS缓冲溶液中进行测试；（2）用时间
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电流法对17β
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雌二醇进行检测，设置电压为
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0.1 ~ 0.1 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 450 nm；（3）电极放置好之后，每隔10 s开灯持续照射10 s，记录光电流，绘制工作曲线；（4）将待测的17β
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雌二醇抗原样品溶液代替17β
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雌二醇抗原标准溶液进行检测。
[0012]所制备的光电化学传感器检测线性范围为0.01 pg/mL ~ 200 ng/mL，检测限为3.5 fg/mL。
[0013]材料合成所需要的化学试剂均为当地试剂店购得，没有经过再处理。
[0014]本专利技术的有益成果（1）本专利技术成功合成具有一定光电性能的立方块状铋掺杂的钛酸锶，该材料成本低，产量大，无毒，比表面积大；利用原卟啉良好的敏化作用和珌离子的掺杂对钛酸锶进行修饰，获得了极好的光电性能，解决了单纯钛酸锶光电转换效率低的问题。
[0015]（2）本专利技术采用铬酸钡作为二抗标记物，铬酸钡具有良好的电化学活性，且容易被稀盐酸分解而释放出Cr(
Ⅵ
)，该离子可以与测试底液中的槲皮素进行反应，改变测试过程中光生电子的传递方向，从而使得光电流的极性发生转变，实现灵敏检测的目的。
[0016]（3）本专利技术采用拼合式的光电化学传感器的方式，将半导体材料的光电测试过程
与生物分子之间的特异性免疫识别反应过程分开，一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于一种原卟啉修饰铋掺杂钛酸锶检测17β
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雌二醇的光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）铋掺杂立方块状钛酸锶纳米材料的制备取0.7 ~ 1.0 g氢氧化锶，0.1 ~ 0.3 g二氧化钛（P25），0.01 ~ 0.2 g硝酸铋溶于40 mL超纯水中，室温下搅拌5 ~ 15 min，得溶液A；取1.0 ~ 5.0 g氢氧化钠溶于40 mL超纯水中，得溶液B；将A和B两溶液混合均匀后，转入高压反应釜中，在160 ~ 220
ꢀ°
C下反应16 ~ 24 h，反应结束后，自然冷却，产物用无水乙醇和超纯水洗涤样品至中性，在50 ~ 100
ꢀ°
C下真空干燥10 ~14 h，制得铋掺杂立方块状钛酸锶纳米材料；（2）原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶材料的制备取1 ~ 5 mg制备的铋掺杂钛酸锶纳米材料溶解于1 ~ 5 mL超纯水中，之后在该溶液中加入1 ~ 5 mL含有0.1 ~ 0.5 mg原卟啉的N,N
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二甲基甲酰胺溶液，混合溶液在室温下超声10 ~ 30 min后，于60 ~ 100
ꢀ°
C下反应3 ~ 8 h，反应结束后，产品在10000r下离心15 min，后分散于1 ~ 4 mL的N,N
‑
二甲基甲酰胺中，制得原卟啉修饰的铋掺杂钛酸锶材料；（3）铬酸钡纳米材料的制备取1.0 ~ 2.0 g油酸钠，1 ~ 5 mL油酸和1 ~ 5 mL油胺分散于20 ~ 50 mL正己烷中，该溶液作为溶液A；取0.5 ~ 1.0 g硝酸钡溶于5 ~ 20 mL超纯水中，作为溶液B；将溶液B逐滴加入溶液A中，在室温下搅拌均匀后，转入反应釜中，于100 ~ 160
ꢀ°
C下反应30 ~ 60 min；反应结束后自然冷却至室温，用正己烷和无水乙醇洗涤，之后在40 ~ 60
ꢀ°
C下真空干燥10 ~ 12 h，制得铬酸钡纳米材料；（4）铬酸钡标记的17β
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雌二醇第二抗体的制备取50 ~ 100 mg铬酸钡固体溶于1 ~ 5 mL pH为7.0的PBS缓冲溶液中，之后加入10 ~ 20 mg 1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐，于室温下震荡10 ~ 30 min，之后加入300 ~ 800 μL浓度为5 ~ 20 μg/mL的17β
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雌二醇第...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，徐芮，马洪敏，吴丹，任祥，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：