[發明專利]一種基于多級微米立方錫酸鋅復合材料的光電化學心肌鈣蛋白I傳感器的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201711293278.2
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107831198B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 范大偉;鮑春竹;張勇;王歡;魏琴;杜斌;吳丹;馬洪敏;胡麗華;孫旭
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多級微米立方錫酸鋅復合材料的光電化學心肌鈣蛋白I傳感器的制備方法，所述的多級微米立方錫酸鋅復合材料為氮、硫摻雜石墨烯量子點N,S-GQDs和硫化鎘CdS共敏化的多級微米立方錫酸鋅Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS，所述的光電化學心肌鈣蛋白I傳感器由ITO工作電極、Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS、心肌鈣蛋白I抗體、牛血清白蛋白、心肌鈣蛋白I抗原組成；

其特征在于，所述的制備方法包括以下制備步驟：

一、Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS的制備；

二、光電化學心肌鈣蛋白I傳感器的制備；

其中，步驟一制備Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS的具體步驟為：

（1）在10 ~ 20 mL超純水和10 ~ 20 mL乙醇混合物中加入0.03 ~ 0.3 g聚吡咯/氮缺位的石墨相氮化碳PPy/g-C₃N₄-VN模板，超聲0.5 ~ 1 h，然后繼續加入1.25 ~ 2.5 mmol鋅鹽和0.625 ~ 1.25 mmol錫鹽，之后，逐滴滴加5 ~ 10 mL 1.0 mol/L NaOH溶液，攪拌15 ~30 min，把懸浮液轉移至50 ~ 100 mL聚四氟乙烯內襯高壓反應釜中，在200℃中加熱反應20 ~ 28 h，將所得產物用乙醇和超純水各離心洗滌3次，最后干燥得到Zn₂SnO₄粉末，將其溶于超純水中，得到Zn₂SnO₄懸浮液；

（2）將ITO電極切割至2.5 cm × 0.8 cm大小，依次用丙酮、乙醇和超純水超聲清洗30min，用氮氣吹干后，將8 ~ 10 μL的Zn₂SnO₄懸浮液修飾到ITO電極上，室溫下晾干；

（3）在步驟（2）中得到的電極表面修飾3 ~ 4 μL、濃度為1 ~ 7 mg/mL的N,S-GQDs溶液，室溫下晾干；在電極表面進一步修飾3 ~ 4 μL、0.08 mol/L的Cd(NO₃)₂，室溫下反應20 ~ 40min，超純水沖洗，繼而修飾3 ~ 4 μL、0.1 mol/L的Na₂S，室溫下反應20 ~ 40 min，超純水沖洗，制得Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS；

所述的鋅鹽選自下列之一：氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅；

所述的錫鹽選自下列之一：氯化錫、硫酸錫、硝酸錫；

其中，步驟二制備光電化學心肌鈣蛋白I傳感器的具體步驟為：

（a）在步驟一中得到的Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS修飾的ITO工作電極表面修飾3 ~ 4 μL、0.1 mol/L的巰基乙酸，室溫下晾干，繼續滴加3 ~ 4 μL的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺/N-羥基琥珀酰亞胺，反應20 ~ 40 min后用超純水沖洗，自然晾干；

（b）在步驟（a）中得到的電極表面修飾4 ~ 5 μL、8 ~ 10 μg/mL的心肌鈣蛋白I抗體，反應20 ~ 40 min后用超純水沖洗，自然晾干；

（c）在步驟（b）中得到的電極表面修飾4 ~ 5 μL的1 ~ 1.5 %牛血清蛋白溶液，以封閉電極表面上非特異性活性位點，反應20 ~ 40 min后用超純水沖洗，自然晾干，即制得光電化學心肌鈣蛋白I傳感器；

所述的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺/N-羥基琥珀酰亞胺含1×10^-2 mol/L的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺和2×10^-3 mol/L的N-羥基琥珀酰亞胺。

2.如權利要求1所述的制備方法所制備的光電化學心肌鈣蛋白I傳感器的應用，其特征在于，包括如下應用步驟：

a. 標準溶液配制：配制一組包括空白標樣在內的不同濃度的心肌鈣蛋白I標準溶液；

b. 工作電極修飾：將如權利要求1所述的制備方法所制備的光電化學心肌鈣蛋白I傳感器作為工作電極，將步驟a中配制的不同濃度的心肌鈣蛋白I標準溶液分別滴涂到工作電極表面；

c. 工作曲線繪制：以飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，與步驟b所修飾好的工作電極組成三電極體系，在PBS緩沖溶液中進行測試；采用i-t測試手段對分析物進行檢測，設置電壓為0 V，運行時間100 s，激發光源為LED燈；檢測對不同濃度的心肌鈣蛋白I標準溶液產生的光電流強度，繪制工作曲線；含有不同濃度的心肌鈣蛋白I標準溶液的光電流強度記為I_i，I_i與心肌鈣蛋白I標準溶液濃度c的對數之間成線性關系，繪制I_i - logc工作曲線；

d. 心肌鈣蛋白I的檢測：用待測的人體血清樣品代替步驟b中的心肌鈣蛋白I標準溶液，按照步驟b和c中的方法進行檢測，根據響應光電流強度I和工作曲線，得到待測樣品中心肌鈣蛋白I的含量；

所述的PBS緩沖溶液為10 mL ~ 15 mL、pH為5.0 ~ 8.0的含0.1 mol/L抗壞血酸的磷酸鹽緩沖溶液。