一种基于RGO-CMCS-PtNPs修饰的光寻址电位传感器检测葡萄糖的方法技术

本文公开了一种基于还原氧化石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种基于RGO
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CMCS
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Pt NPs修饰的光寻址电位传感器检测葡萄糖的方法


[0001]本专利技术属于生物检测领域，具体涉及一种基于新型纳米复合材料结合光寻址电位传感器检测血清中葡萄糖的方法。

技术介绍

[0002]血糖是指血清中葡萄糖，可直接反应人体糖代谢情况。检测葡萄糖的方法有很多种，如分光光度法、尿糖试纸法、色谱质法等。公开号CN113203782A是一种基于复合材料的无酶传感器检测葡萄糖的方法，该方法分别采用电沉积技术以及戊二醛的交联作用将Au NPs和H
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RGO
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Pt@Pd NPs修饰在丝网印刷电极表面进而可对葡萄糖进行检测，该方法需要沉积金，材料中同时使用铂和钯贵金属，成本高且步骤繁琐。公开号CNl114894865A采用偶联有壳聚糖的饿氧化还原聚合物为电子媒介体修饰薄膜电极，研制一种高精度葡萄糖传感器及其制备方法，但是该方法交联葡萄糖氧化酶与锇时间长，且要控制在真空环境中进行。因此，研发一种简单，成本低且快速、高效精准的葡萄糖浓度检测技术是非常必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于还原氧化石墨烯
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羧甲基壳聚糖
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铂（RGO
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CMCS
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Pt NPs）纳米复合材料和葡萄糖氧化酶（GOD）构建的光寻址电位传感检测系统，用于检测葡萄糖的方法检，检测限低至0.01 mg/mL。
[0004]为解决该技术问题，采用在LAPS芯片上滴加巯丙基三乙氧基硅烷（MPTES）进行硅烷化，通过复合材料中的铂粒子（Pt）与巯基官能团（
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SH）结合成Pt
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S键，使RGO
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CMCS
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Pt NPs更好的附着在芯片表面。然后，使用戊二醛（C5H8O2）作为交联剂，将GOD酶固定到RGO
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CMCS
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Pt NPs表面，构建GOD/RGO
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CMCS
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Pt NPs/LAPS传感界面，该传感界面对葡萄糖具有特异性识别功能，集催化、氧化、电位反应为一体，实现对葡萄糖的检测。葡萄糖在GOD酶的催化下，产生过氧化氢（H2O2），H2O2进一步被RGO
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CMCS
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Pt NPs纳米复合材料催化分解成水（H2O）和氧气（O2），从而产生电子转移，在LAPS传感器界面引起电位偏移。采用数据采集卡采集葡萄糖传感器上的电化学信号并放大，结合LabVIEW上位机可直观的显示光电流数据和I
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V曲线。对构建葡萄糖传感器中的GOD酶浓度、RGO
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CMCS
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Pt NPs的用量、PBS溶液的pH值、孵育时间、孵育温度的优化，绘制标准曲线，以标准曲线为计算依据得出葡萄糖的浓度。这种检测方法具有响应速度快、重现性好且实现便携检测，检测限低至0.01 mg/mL，比现有方法更加高效和准确。
[0005]本专利技术按照以下步骤进行：
[0006]1. 还原氧化石墨烯（RGO）的制备：称取氧化石墨烯（GO）置于超纯水中，然后在超声波细胞破碎机中破碎，得到GO悬浮液。加入抗坏血酸（AA）在加热的磁力搅拌机上搅拌还原后得到RGO。
[0007]2. 铂纳米（Pt）溶液的制备：
将六氯代铂酸钠（Na2PtCl6）加到超纯水中，持续搅拌至沸腾；将柠檬酸钠（C6H5Na3O7）迅速加入，继续搅拌，即可以制得淡橙色的Pt溶液。
[0008]3. 羧甲基壳聚糖（CMCS）的制备：将CMCS颗粒溶解在超纯水中，用磁力搅拌机搅拌充分溶解，得到CMCS水溶液。
[0009]4. RGO
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CMCS
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Pt NPs的制备：将RGO和CMCS混合，并加入N
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羟基琥珀酰亚胺/1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐（NHS/EDC）催化剂，加热搅拌一定时间后加入Pt纳米溶液，在常温下持续搅拌，离心后重新溶于超纯水，得到RGO
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CMCS
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Pt NPs溶液。
[0010]将LAPS芯片分别置于氢氧化钠（NaOH）、乙醇（C2H6O）、超纯水中清洗，然后干燥LAPS芯片。
[0011]在LAPS芯片上滴加NaOH溶液进行活化后，用超纯水清洗并干燥。
[0012]将LAPS芯片用巯丙基三乙氧基硅烷（MPTES）进行硅烷化处理。
[0013]在预处理过的LAPS芯片上滴加RGO
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CMCS
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Pt NPs溶液，待其自然干燥。
[0014]通过在LAPS芯片上滴加戊二醛（C5H8O2）溶液将葡萄糖氧化酶（GOD）固定到LAPS芯片上，即可构建GOD/RGO
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CMCS
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Pt NPs/LAPS传感界面。
[0015]1. 将不同浓度的葡萄糖溶液滴加在步骤2得到的LAPS传感界面上，孵育一定时间使葡萄糖与GOD酶完全特异性结合后，在LAPS传感界面上滴加磷酸缓冲盐溶液（PBS）并置于LAPS检测系统中，通过数据采集卡采集电化学信号，在LabVIEW上位机得到I
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V曲线和光电流数据。
[0016]2. 分别对不同浓度的葡萄糖溶液进行检测，通过与空白对照组比较得出电压偏移量，绘制标准曲线，并得出该传感器的最低检测限。
[0017]将待测样品滴加在步骤2得到的GOD/RGO
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CMCS
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Pt NPs/LAPS传感界面上孵育；将葡萄糖传感器与数据采集卡、激光管组合，将检测到的信号传递给LabVIEW上位机处理。以步骤3得出的标准曲线为计算依据，计算待测样品中的葡萄糖浓度； 进一步，所述步骤1中的RGO浓度为1 mg/mL；进一步，所述步骤1中的六氯代铂酸钠为0.01%； 进一步，所述步骤1中的柠檬酸钠浓度为3 moL/L； 进一步，所述步骤1中的CMCS浓度为2 mg/mL； 进一步，所述步骤1中的抗坏血酸为400 mg；进一步，所述步骤1中的NHS/EDC比例为1：4； 进一步，所述步骤2中的NaOH浓度为1 moL/L；进一步，所述步骤2中的MPTES为1%；进一步，所述步骤2中的戊二醛为2.5%； 优选步骤2中的RGO
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CMCS
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Pt NPs用量为20 μL； 优选步骤2中的GOD酶浓度为1.2 mg/mL；优选步骤3中的PBS的pH值为7.0； 优选步骤3中的葡萄糖与GOD酶的最佳孵育温度为25 ℃，最佳孵育时间为25 min；其中，步骤1为步骤2的LAPS芯片的修饰提供一种高比表面积、高电导率和良好的
生物相容性的纳米材料，步骤1所制备的材料为步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RGO
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CMCS
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Pt NPs修饰的光寻址电位传感器检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：还原氧化石墨烯
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羧甲基壳聚糖
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铂纳米RGO
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CMCS
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Pt NPs的制备（1）还原氧化石墨烯RGO的制备：称取氧化石墨烯GO在超纯水中溶解，在超声波细胞破碎机中破碎，得到GO悬浮液；加入抗坏血酸，在加热的磁力搅拌机上搅拌进行还原得到RGO；（2）铂纳米Pt的制备：将六氯代铂酸钠Na2PtCl6加到超纯水中，不断的搅拌至沸腾；然后将柠檬酸钠C6H5Na3O7迅速加入上述溶液中，继续搅拌至溶液呈淡橙色，即可以制得Pt纳米溶液；（3）羧甲基壳聚糖CMCS的制备：将CMCS溶解在超纯水中，用磁力搅拌机搅拌溶解，得到羧甲基壳聚糖水溶液；（4）还原氧化石墨烯
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羧甲基壳聚糖
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铂纳米RGO
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CMCS
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Pt NPs的制备：将RGO和CMCS混合，加入N
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羟基琥珀酰亚胺/1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐NHS/EDC催化剂，加热搅拌，加入Pt纳米溶液，搅拌，离心后重新溶于超纯水，得到RGO
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CMCS
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Pt NPs溶液；步骤二：葡萄糖传感器敏感单元的构建（1）将LAPS芯片分别置于氢氧化钠NaOH、乙醇C2H6O和超纯水中清洗，然后干燥LAPS芯片；（2）在LAPS芯片上滴加NaOH溶液进行活化后，用超纯水清洗并干燥；（3）将LAPS芯片用巯丙基三乙氧基硅烷MPTES进行硅烷化处理；（4）将预处理过的LAPS芯片上滴加RGO
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CMCS
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Pt NPs溶液，待其自然干燥；（5）通过在LAPS芯片上滴加戊二醛溶液将GOD酶固定到LAPS芯片上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晋涛，黄晴，周愈，周治德，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：