[發(fā)明專利]一種基于二氧化鈦基二維納米復(fù)合材料的電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610101694.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN105717178B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;杜斌;馬洪敏;吳丹;范大偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/327
• 分類號(hào): G01N27/327
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 李茜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法。屬于新型納米功能材料與生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)境雌激素是指一類進(jìn)入機(jī)體后，具有干擾體內(nèi)正常內(nèi)分泌物質(zhì)的合成、釋放、運(yùn)輸、結(jié)合、代謝等過程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，從而破壞維持機(jī)體穩(wěn)定性和調(diào)控作用的化合物，環(huán)境雌激素種類繁多，包括人工合成化合物及植物天然雌激素，廣泛分布于自然界中。己烯雌酚便是一種人工合成的非甾體雌激素物質(zhì)。目前，檢測(cè)己烯雌酚的方法主要有色譜法、質(zhì)譜法等。此類方法儀器貴重、操作復(fù)雜，化驗(yàn)人員需要專業(yè)培訓(xùn)后才能進(jìn)行檢測(cè)。因此，研發(fā)成本低、檢測(cè)快、靈敏度高、特異性強(qiáng)的己烯雌酚傳感器具有重要意義。

電化學(xué)生物傳感器由于其靈敏度高、特異性好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于臨床診斷、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。其中尤以無標(biāo)記電化學(xué)免疫傳感器研究較多，其關(guān)鍵的技術(shù)是提高修飾電極對(duì)抗體的固定量和對(duì)測(cè)試底液的信號(hào)響應(yīng)速度和大小。二氧化鈦是應(yīng)用最為廣泛的一種光催化劑材料，同時(shí)由于生物相容性好，也常被用作電極基質(zhì)材料。由于片狀二氧化鈦納米材料能夠暴露更多的高指數(shù)晶面，具有更高的催化活性，二氧化鈦納米片具有比納米粒子更好地應(yīng)用前景，對(duì)于二氧化鈦納米片的研究也備受關(guān)注。但是，二氧化鈦導(dǎo)電性差也限制了由單一二氧化鈦納米材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器的靈敏度普遍不高，不利于實(shí)際應(yīng)用。在半導(dǎo)體納米材料上修飾或復(fù)合特殊的納米材料，一方面增加了電極比表面積，增強(qiáng)電極導(dǎo)電能力，另一方面二者可以產(chǎn)生協(xié)同催化作用，更大的增強(qiáng)對(duì)過氧化氫溶液H₂O₂的催化響應(yīng)速度和電流響應(yīng)信號(hào)大小，大大提高檢測(cè)靈敏度。因此，設(shè)計(jì)、制備高效、穩(wěn)定的二氧化鈦納米片及其修飾物是制備電化學(xué)傳感器的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢測(cè)快速、特異性強(qiáng)的電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，所制備的傳感器，可用于己烯雌酚的快速、靈敏檢測(cè)。基于此目的，本發(fā)明首先制備了一種二維片狀的磁性納米材料，即鐵和鈷雙金屬原位復(fù)合的氮摻雜二氧化鈦納米片F(xiàn)eCo-N@TiO₂，利用該材料的良好的生物相容性、大的比表面積和鐵磁性，負(fù)載上己烯雌酚抗體，然后通過戊二醛的交聯(lián)作用固定辣根過氧化物酶，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于辣根過氧化物酶可以催化過氧化氫，產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)，再利用抗體與抗原的特異性定量結(jié)合對(duì)電子傳輸能力的影響，使得電流強(qiáng)度相應(yīng)降低，最終實(shí)現(xiàn)了采用無標(biāo)記的電化學(xué)方法檢測(cè)己烯雌酚的生物傳感器的構(gòu)建。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

1. 一種基于二氧化鈦基二維納米復(fù)合材料的電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，所述的二氧化鈦基二維納米復(fù)合材料為鐵和鈷雙金屬原位復(fù)合的氮摻雜二氧化鈦納米片F(xiàn)eCo-N@TiO₂，所述的電化學(xué)己烯雌酚傳感器由工作電極、FeCo-N@TiO₂、己烯雌酚抗體、牛血清白蛋白、戊二醛、辣根過氧化物酶組成；

其特征在于，所述的制備方法包括以下制備步驟：

a. FeCo-N@TiO₂的制備；

b. 電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備；

其中，步驟a制備FeCo-N@TiO₂的具體步驟為：

首先，取0.8 mmol鐵鹽、0.8~1.2 mmol鈷鹽和1 mmol銨鹽加入到5 mL鈦酸四丁酯中，攪拌過程中，緩慢加入0.5~0.8 mL氫氟酸，160~200 ℃下在反應(yīng)釜中反應(yīng)18~24小時(shí)，冷卻至室溫后，用超純水和無水乙醇離心洗滌三次后，50℃下真空干燥；然后，將研磨的粉末放入馬弗爐中，升溫速度為1~3 ℃/min，480~560℃下在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，煅燒10~60 min；最后，將煅燒后的粉末冷卻至室溫，即制得FeCo-N@TiO₂；

所述的鐵鹽選自下列之一：硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵；

所述的鈷鹽選自下列之一：硫酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷；

所述的銨鹽選自下列之一：硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨；

步驟b制備電化學(xué)己烯雌酚傳感器的具體步驟為：

（1）以玻碳電極為工作電極，在電極表面滴涂8~12 μL的FeCo-N@TiO₂溶膠，室溫下晾干；

（2）將步驟（1）中得到的電極用緩沖溶液PBS清洗，繼續(xù)在電極表面滴涂8~12 μL 10 μg/mL的己烯雌酚抗體溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；