[發(fā)明專利]基于復(fù)合納米界面的生物傳感器的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810023890.2
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101261267A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雪梅;沈琴;樸秀吉;姜暉;劉善京;郭大東;陳寶安
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;C12Q1/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生化醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生物傳感器的制備方法。

背景技術(shù)

納米生物技術(shù)把納米材料科學(xué)、物理學(xué)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在基因治療、生物醫(yī)學(xué)、生物納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及生物大分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究方面具有重要作用。碳納米管(CNT)作為近十多年來崛起的一種新型納米碳材料，由于其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如低密度、高比模量、高強(qiáng)度、良好的電導(dǎo)性和溫度傳導(dǎo)性能等，現(xiàn)已成為納米技術(shù)中最熱門的研究對象之一。近年來，碳納米管的生物學(xué)效應(yīng)引起了人們的極大興趣，以生物學(xué)應(yīng)用為目的的探索研究正在迅速增多，逐漸成為一個新的研究熱點。碳納米管用于修飾電極可以降低化學(xué)物質(zhì)氧化還原反應(yīng)的過電位，改善生物分子氧化還原可逆性，其大比表面積有利于酶的固定化，提高酶分子的相對活性，還能促進(jìn)酶活性中心與電極表面的電子傳遞。碳納米管的這些特性對于提高生物檢測的靈敏度和穩(wěn)定性具有重大意義，為生物傳感器領(lǐng)域開辟了廣闊的前景。

碳納米管具有巨大的比表面積，同時其缺陷部位帶有眾多活性基團(tuán)，許多有機(jī)分子、包括生物分子或無機(jī)分子可以共價或非共價地方式結(jié)合于碳納米管的表面，對碳納米管進(jìn)行表面修飾或功能化。功能化的碳納米管可以獲得原始狀態(tài)的碳管所沒有的性質(zhì)。然而由于在其毒性問題上存在的爭議，碳納米管在生物領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了一定限制。而目前在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域研究比較廣泛和成熟的金屬納米顆粒，例如金或銀，和半導(dǎo)體納米顆粒很多都具有良好的生物相容性。如納米金作為最穩(wěn)定的重金屬納米粒子之一，具有高電子密度、介電特性和催化作用，能與多種大分子結(jié)合，且不影響其生物活性。納米二氧化鈦還是一種光催化劑，具有高活性、高穩(wěn)定性的特點。

治療癌癥的關(guān)鍵在于有效地早期診治。目前確診惡性腫瘤最有效的手段是病理診斷，但準(zhǔn)確性往往受限于操作醫(yī)生的工作經(jīng)驗，早期病變?nèi)菀茁┰\、誤診。如何尋找一種真正能夠早期發(fā)現(xiàn)腫瘤并將其消滅于萌芽狀態(tài)的方法，顯得尤其迫切，這已成為當(dāng)今廣大醫(yī)藥工作者研究的熱門課題。X線、B超、CT、NMRI是臨床常用的檢測技術(shù)，但是分辨率不夠高。日益成熟的納米技術(shù)給臨床醫(yī)學(xué)提供了耳目一新的檢測手段。然而，因其處于起步階段，還存在開發(fā)費用昂貴、指標(biāo)及應(yīng)用范圍不明確、缺乏明確同一的標(biāo)識分子等諸多問題，作為常規(guī)手段廣泛應(yīng)用于臨床受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的分辨率不夠高、開發(fā)費用昂貴的缺點，本發(fā)明提出了一種集合不同納米材料的優(yōu)點制成復(fù)合納米顆粒，同時與碳纖維紙結(jié)合制成基于復(fù)合納米界面的生物傳感器，這種生物傳感器具有高靈敏度，可廣泛應(yīng)用于生物分子識別和癌細(xì)胞檢測等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

本發(fā)明提供了一種基于復(fù)合納米界面的生物傳感器的制備方法，第一步，用溶膠凝膠法在碳納米管上制備碳納米管復(fù)合顆粒；第二步，將第一步制得的碳納米管復(fù)合顆粒、導(dǎo)電碳黑、聚偏氟乙烯溶于溶劑1-甲基-2-吡咯烷酮中，其中碳納米管復(fù)合顆粒占碳納米管復(fù)合顆粒、導(dǎo)電碳黑和聚偏氟乙烯總質(zhì)量的80％～95％，將此混合物均勻涂抹在碳纖維紙上，干燥后取出并按長4厘米，寬1厘米的規(guī)格切開，以方便實驗使用，也可以是別規(guī)格。

所述的基于復(fù)合納米界面的生物傳感器的制備方法中所述的碳納米管復(fù)合顆粒可以為二氧化鈦-碳納米管復(fù)合顆粒或金-碳納米管復(fù)合顆粒。其中所述的碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。

本發(fā)明的基于復(fù)合納米界面的生物傳感器的制備方法，其中所述的二氧化鈦-碳納米管復(fù)合顆粒可以是通過將異丙氧化鈦[Ti(OC₃H₇)₄]和碳納米管按10～40∶60～90的質(zhì)量比分別溶解于2-丙醇中，也可以采用其他的醇溶液如乙醇、丙醇、丁醇，之后混合均勻，通過溶膠凝膠法在碳納米管上生長二氧化鈦，最后蒸發(fā)除去溶劑得到二氧化鈦-碳納米管復(fù)合顆粒。所述的金-碳納米管復(fù)合顆粒是將0.5～4mg的碳納米管溶于質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1～3.0％的氯金酸水溶液中，超聲分散均勻，邊攪拌邊加熱至沸騰，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5～3.0％的檸檬酸鈉溶液繼續(xù)加熱至溶液顏色不再變化，最后蒸發(fā)除去溶劑得到金-碳納米管復(fù)合顆粒。