一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物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三维碳化钛‑二硫化钼复合物免疫传感器的制备方法及应用，属于新型纳米材料领域与生物传感技术领域；本发明专利技术首次通过混合‑干燥法制备三维多孔碳化钛‑二硫化钼(Ti

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用
本专利技术属于新型纳米材料领域与生物传感

技术介绍
CYFRA21-1是细胞角蛋白19的可溶性片段，被认为是一种主要用于检测肺癌的肿瘤标记物，尤其对非小细胞肺癌的诊断具有重要价值。如果肺部存在不清晰的环形阴影，同时血清CYFRA21-1浓度高于30ng/mL，原发性支气管肺癌的可能性非常高，各类非小细胞肺癌阳性检出率为70%～85%，CYFRA21-1的血清浓度水平高低与肿瘤临床分期正相关，也可作为肺癌手术和放化疗后追踪早期复发的有效指标，CYFRA21-1的血清高浓度水平提示疾病处于进展期和预后不良，质量成功的标志是CYFRA21-1的血清浓度迅速下降，反之则表示病灶未完全清除，CYFRA21-1对各型肺癌诊断的敏感性依次为：鳞癌>腺癌>大细胞癌>小细胞癌。到目前为止，只有荧光法、电化学分析、色谱分析等几种分析方法得到了发展。因此，发展一种简单、快速、准确的测定方法，对于CYFRA21-1的即时检测具有重要意义。作为一门由生物、化学、医学、电子技术等多种学科相互交叉而兴起的研究热点，电致化学发光免疫分析是电致化学发光技术与免疫分析方法的有机结合，制得的免疫传感器具有成本低、选择性好、灵敏度高、分析速度快，易于自动化、微型化与集成化等优点，已被广泛应用于疾病标志物分析、食品安全分析、环境污染分析等领域。近年来，二硫化钼（MoS2）与金属碳化钛（Ti3C2TxMXene）纳米材料凭借其优异的电催化活性与高导电性受到了广泛关注，在鲁米诺-过氧化氢体系中也有所应用。相比较于过氧化氢的生物毒性，无生物毒性、简单易得的溶解氧成为鲁米诺一种新兴的环保型共反应剂。为了进一步提高鲁米诺-溶解氧体系的发光效率，本专利技术通过一种混合-干燥方法首次制备了一种三维多孔的纳米复合材料Ti3C2Tx-MoS2，它集成了MoS2与Ti3C2Tx的性能优势，体现出更高的导电性与电化学活性、更大的比表面积与更加优秀的生物相容性，可高效催化溶解氧转变成超氧阴离子自由基O2•−，从而大大增强鲁米诺-溶解氧体系的电致化学发光反应实现信号高效稳定输出。
技术实现思路
本专利技术的任务之一是为了拓宽鲁米诺-溶解氧体系在电致化学发光传感的应用，提出一种基于三维多孔的纳米复合材料Ti3C2Tx-MoS2增强鲁米诺与溶解氧之间电致化学发光反应的方法，通过原位还原法，制得Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2纳米复合物作为传感基底，Ti3C2Tx-MoS2具有极好的导电性与电催化活性，可显著增强鲁米诺-溶解氧体系的发光效率；本专利技术的技术任务之二是弥补现有CYFRA21-1检测技术的不足，提供一种基于三维多孔Ti3C2Tx-MoS2电致化学发光免疫传感器的用途，该传感器能够快速检测CYFRA21-1，具有灵敏度高、特异性强、重现性好的优点，检出限为18pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：1.一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：（1）将直径为4mm的玻碳电极依次用1.0μm、0.3μm、0.05μm氧化铝抛光粉抛光处理，用超纯水冲洗干净；（2）在玻碳电极表面滴涂6μL、浓度为2~4mg/mL的Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2溶液为传感基底，将其置于37°C晾干；（3）滴加6μL、浓度为100μg/mL的CYFRA21-1抗体溶液，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；（4）滴加3μL、质量分数为1~3%的牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面的非特异性活性位点，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；（5）滴加6μL、一定浓度的CYFRA21-1标准溶液，37°C下孵化0.5~2h，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干，传感器构建完毕。2.如权利要求1所述的一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，所述Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2溶液，按以下步骤制备：首先，配制质量浓度为1.5~3.5mg/mL的Ti3C2Tx纳米片溶液，将其与1.5~3.5mg/mL的MoS2纳米片溶液，将上述两种溶液混合，在氩气保护条件下，超声处理0.5~2h，形成了分散均匀的混合溶液，然后将混合溶液冷冻干燥12~36h后得到最终产品Ti3C2Tx-MoS2复合物；称取50~80mgTi3C2Tx-MoS2纳米材料溶于25~40mL超纯水中，加入体积为3~6mL、浓度为10mmol/L的氯铂酸溶液超声处理5~20min，随后加入5~10mL、浓度为1mmol/L的鲁米诺溶液，震荡0.5~2h后，老化处理2~3h，将溶液中的固体离心分离，70~90°C下真空干燥12h得到Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2固体。3.如权利要求1所述制备方法制备的电致化学发光传感器用于CYFRA21-1浓度的检测。4.如权利要求4所述的CYFRA21-1浓度的检测，其特征在于，操作步骤如下：（1）参数设置：超微弱电致化学发光仪的光电倍增管高压设置为600V，电化学工作站循环伏安扫描电位范围设置为0~0.6V，扫描速率设置为0.1V/s；（2）测试：向电解液通入0.5~2h的高纯氧以提升溶解氧的浓度，以银/氯化银电极作为参比电极，铂丝电极为对电极，以上述方法制备的传感器为工作电极，在10mL磷酸盐缓冲溶液中进行电致化学发光测试，得到孵化不同浓度CYFRA21-1时对应的电致化学发光信号强度，绘制工作曲线，其检出限为20pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL；（3）将孵化未知浓度的CYFRA21-1实际样品的传感器进行测试，根据信号强度带入工作曲线，计算即可得到该试剂样品中的CYFRA21-1浓度。本专利技术的有益成果（1）本专利技术首次提出一种基于Ti3C2Tx-MoS2促进鲁米诺-溶解氧体系电致化学发光性能的方法，Ti3C2Tx-MoS2具有更加优异的电化学活性，可高效催化电解液中的溶解氧O2转化为超氧阴离子自由基O2•−，从而大大增强鲁米诺与O2•−之间的电致化学发光反应，有助于鲁米诺-溶解氧体系在电致化学发光领域的进一步应用与研究；（2）本专利技术基于Ti3C2Tx-MoS2促进鲁米诺-溶解氧电致化学发光原理提出了一种精准可靠的免疫传感技术。弥补了现有电化学检测技术操作复杂、灵敏度低、重现差的问题，将该技术应用于CYFRA21-1的样品检测，检出限为18pg/mL，线性范围50pg/mL-50ng/mL，具有响应速度快、灵敏度高、重现好、制备简单、成本低、绿色环保的优点。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1.一种基于三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将直径为4 mm的玻碳电极依次用1.0 μm、0.3 μm、0.05 μm氧化铝抛光粉抛光处理，用超纯水冲洗干净；/n（2）在玻碳电极表面滴涂6 μL、浓度为2 ~ 4 mg/mL的Lum@Pt/Ti

【技术特征摘要】
1.一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将直径为4mm的玻碳电极依次用1.0μm、0.3μm、0.05μm氧化铝抛光粉抛光处理，用超纯水冲洗干净；
（2）在玻碳电极表面滴涂6μL、浓度为2~4mg/mL的Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2溶液为传感基底，将其置于37°C晾干；
（3）滴加6μL、浓度为100μg/mL的CYFRA21-1抗体溶液，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；
（4）滴加3μL、质量分数为1~3%的牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面的非特异性活性位点，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干；
（5）滴加6μL、一定浓度的CYFRA21-1标准溶液，37°C下孵化0.5~2h，用pH7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS冲洗电极表面，将其置于4°C晾干，传感器构建完毕。


2.如权利要求1所述的一种基于三维碳化钛-二硫化钼复合物生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，所述Lum@Pt/Ti3C2Tx-MoS2溶液，按以下步骤制备：
首先，配制质量浓度为1.5~3.5mg/mL的Ti3C2Tx纳米片溶液，将其与1.5~3.5mg/mL的MoS2纳米片溶液，将上述两种溶液混合，在氩气保护条件下，超声处理0.5~2h，形成了分散均匀的混合溶液，然后将混合溶液冷冻干燥12~36...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，魏琴，杨兴龙，杜宇，刘雪静，冯锐，王欢，鞠熀先，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37