一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法及应用，属于新型功能材料、生物传感检测技术领域。基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰对双氧水有良好的电化学催化能力和电子转移能力，显著提高了生物传感器的灵敏度，对CA125的检测具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法及应用。具体是采用具有良好电化学催化性能的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰，制备一种检测CA125的传感器，属于新型功能材料与生物传感检测

技术介绍
CA125是1983年由Bast等从上皮性卵巢癌抗原检测出可被单克隆抗体OC125结合的一种糖蛋白，来源于胚胎发育期体腔上皮，在正常卵巢组织中不存在，因此最常见于上皮性卵巢肿瘤（浆液性肿瘤）患者的血清中，其诊断的敏感性较高，但特异性较差。黏液性卵巢肿瘤中不存在。80%的卵巢上皮性肿瘤患者血清CA125升高，但近半数的早期病例并不升高，故不单独用于卵巢上皮性癌的早期诊断。90%患者血清CA125与病程进展有关，故多用于病情检测和疗效评估。目前电化学免疫传感器已经广泛用于CA125的检测，因为电化学免疫传感器具有灵敏度高、选择性好、结构简单、操作简便、易于小型化、可连续、快速自动化检测分析等一系列优点。其中，由于无标记电化学免疫传感器可以直接用于检测抗原抗体的识别过程并且避免了标记物带来的干扰，得到了更加广泛的关注。本专利技术将金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰修饰到玻碳电极表面，构建无标记电化学免疫传感器，首先，金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰对双氧水具有良好的催化效果，其次，金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰具有良好的电子转移能力和大的比表面积，最后，金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰具有良好的生物相容性，能够有效固定大量的抗体。该方法在检测过程中产生了良好的电化学信号，可用于CA125的分析。该方法具有成本低、灵敏度高、特异性好、检测快速等优点，而且制备过程较为简单，为目前有效检测CA125提供了新途径。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建无标记型生物传感器。本专利技术的目的之二是将该无标记型生物传感器应用于CA125的高灵敏、特异性检测。本专利技术的技术方案如下1.一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法（1）依次用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；（2）在电极表面滴加6μL浓度为1~2mg/mL的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰水溶液，干燥；（3）继续将6μL浓度为5~20μg/mL的CA125抗体溶液滴加到修饰电极表面，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（4）用3μL浓度为5~20mg/mL的牛血清白蛋白溶液封闭非特异性活性位点，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（5）将6μL浓度为0.0003~30ng/mL的一系列不同浓度的CA125用于和抗体的特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，于4℃冰箱中储存备用。金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰的制备向20mL水溶液中加入50μL浓度为0.1mol/L的硫酸铜和柠檬酸钠，随后迅速加入1mL浓度为0.95mg/mL的硼氢化钠溶液，15min后加入50μL浓度为0.1mol/L的氯金酸溶液，持续搅拌20min，得到金铜合金纳米粒子溶液；将50~100mg高锰酸钾溶解在50mL的水中，加入0.1g多壁碳纳米管后，将混合物在100℃的油浴中反应12h，离心洗涤，真空干燥，得到多壁碳纳米管-二氧化锰；在10mL无水乙醇中分散0.1~0.3g多壁碳纳米管-二氧化锰，超声5h，加入0.2~0.4mL3-氨丙基三乙氧基硅烷，70℃回流1.5h，离心洗涤，真空干燥，制得氨基化多壁碳纳米管-二氧化锰；将8~12mg氨基化多壁碳纳米管-二氧化锰加入到16~25mL金铜合金纳米粒子溶液中，震荡12h，离心洗涤，真空干燥，制得金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰。CA125的检测方法（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，所制备的传感器为工作电极，在10mL的pH值为6.8的磷酸盐缓冲溶液中进行测试；（2）选择计时电流法对CA125进行检测，将输入电压设置为-0.4V，取样间隔设置为0.1s，运行时间设置为400s；（3）当背景电流趋于稳定后，每隔50s向磷酸盐缓冲溶液中注入10μL浓度为5mol/L的双氧水溶液，然后记录电流随时间的变化，绘制工作曲线；（4）将待测样品溶液代替CA125标准溶液进行检测。本专利技术的有益成果（1）本专利技术采用金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰具有良好的生物相容性，通过形成金氮键化学键合至玻碳电极表面。（2）本专利技术采用的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰具有大的比表面积，能够有效固定大量的抗体。（3）本专利技术采用的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰对双氧水具有优越的电化学催化性能，提高了生物传感器的灵敏度。（4）本专利技术采用的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰具有良好的电子的传递效率，进一步提高了生物传感器的灵敏度。（5）本专利技术将制备的无标记型生物传感器用于CA125的检测，检测限低，线性范围宽，可以实现简单、快速、灵敏和特异性检测。具体实施方式实施例1一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法（1）依次用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；（2）在电极表面滴加6μL浓度为1mg/mL的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰水溶液，干燥；（3）继续将6μL浓度为5μg/mL的CA125抗体溶液滴加到修饰电极表面，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（4）用3μL浓度为5mg/mL的牛血清白蛋白溶液封闭非特异性活性位点，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（5）将6μL浓度为0.0003~30ng/mL的一系列不同浓度的CA125用于和抗体的特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，于4℃冰箱中储存备用。实施例2一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法（1）依次用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；（2）在电极表面滴加6μL浓度为1.5mg/mL的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰水溶液，干燥；（3）继续将6μL浓度为10μg/mL的CA125抗体溶液滴加到修饰电极表面，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（4）用3μL浓度为10mg/mL的牛血清白蛋白溶液封闭非特异性活性位点，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；（5）将6μL浓度为0.0003~30ng/mL的一系列不同浓度的CA125用于和抗体的特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，于4℃冰箱中储存备用。实施例3一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法（1）依次用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；（2）在电极表面滴加6μL浓度为2mg/mL的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于金铜‑多壁碳纳米管‑二氧化锰构建的生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）依次用1.0、0.3、0.05 µm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；（2）在电极表面滴加6 μL浓度为1 ~ 2 mg/mL的金铜‑多壁碳纳米管‑二氧化锰水溶液，干燥；（3）继续将6 µL浓度为5 ~ 20 µg/mL的CA125抗体溶液滴加到修饰电极表面，于4℃冰箱中孵化1 h，清洗干净；（4）用3 μL浓度为5 ~ 20 mg/mL的牛血清白蛋白溶液封闭非特异性活性位点，于4℃冰箱中孵化1 h，清洗干净；（5）将6 μL浓度为0.0003 ~ 30 ng/mL的一系列不同浓度的CA125用于和抗体的特异性识别，室温下孵化1 h，清洗干净，于4℃冰箱中储存备用。

【技术特征摘要】
1.一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）依次用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光，分别在超纯水和乙醇中超声清洗，氮气吹干；
（2）在电极表面滴加6μL浓度为1~2mg/mL的金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰水溶液，干燥；
（3）继续将6μL浓度为5~20μg/mL的CA125抗体溶液滴加到修饰电极表面，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；
（4）用3μL浓度为5~20mg/mL的牛血清白蛋白溶液封闭非特异性活性位点，于4℃冰箱中孵化1h，清洗干净；
（5）将6μL浓度为0.0003~30ng/mL的一系列不同浓度的CA125用于和抗体的特异性识别，室温下孵化1h，清洗干净，于4℃冰箱中储存备用。
2.如权利要求1所述的一种基于金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰构建的生物传感器的制备方法，所述金铜-多壁碳纳米管-二氧化锰的制备，其特征在于，步骤如下：
向20mL水溶液中加入50μL浓度为0.1mol/L的硫酸铜和柠檬酸钠，随后迅速加入1mL浓度为0.95mg/mL的硼氢化钠溶液，15min后加入50μL浓度为0.1mol/L的氯金酸溶液，持续搅拌20min，得到金铜合金纳米粒子溶液；
将50~100mg高锰酸钾溶解在...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，胡丽华，范大伟，吴丹，孙旭，闫涛，马洪敏，张勇，庞雪辉，杜斌，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37