本发明专利技术公开了一种基于单层Mxene修饰的纸基电化学分析装置及方法，属于生物纳米技术领域。该传感器包括检测层A、样品加入层B，所述检测层A用于检测心肌肌钙蛋白cTnI，制作方法：首先在whatman纸上喷蜡打印石蜡，烘烤一定时间形成亲水区域与疏水区域；其次在检测层A丝网印刷碳工作电极，样品加入层B丝网印刷碳对电极以及银-氯化银参比电极；再次将MXene加入到检测层A的工作电极上，之后将cTnI抗体加入到检测层A的工作电极上，将样品加入层B对折。最后在样品加入层B加入检测样品，利用免疫分析测定，最终通过电化学信号定量检测样品中的cTnI。cTnI。cTnI。
【技术实现步骤摘要】
氯化银参比电极；
[0008](3)单层MXene的制备；
[0009](4)单层MXene的硅烷化
[0010](5)心肌肌钙蛋白cTnI抗体的活化；
[0011](6)配制不同浓度的心肌肌钙蛋白cTnI；
[0012](7)在步骤(2)所得的色谱纸的检测层A的工作电极上加入步骤(3)制备的MXene，之后负载心肌肌钙蛋白cTnI抗体；
[0013](8)将步骤(5)中心肌肌钙蛋白cTnI抗原加入到检测层A工作电极上，之后将样品加入层B对折盖在检测层A上进行检测；
[0014](9)利用电化学工作站检测装置的电流信号。
[0015]优选的，所述步骤(1)的纸是通过喷蜡打印技术，形成亲水与疏水区域，在100℃左右，烘烤5-10min，再用等离子体清洗器处理纸，通过得失电子，使纸上的羟基变为醛基，醛基再与单层MXene上的氨基反应，以此将单层MXene更好地固定在纸上。
[0016]优选的，所述步骤(1)的等离子体处理的纸在加样前需要密封，防止氧化。
[0017]优选的，所述步骤(2)的工作电极、对电极和参比电极通过丝网印刷所得。
[0018]优选的，所述步骤(3)的MXene的制备方法，将氟化锂与盐酸以质量比1:15混合后加入MXene的前驱体(MAX)，搅拌反应24h，离心，清洗多洗，使上层清液呈现墨绿色，之后将多层MXene剥离1h，之后以3500rpm离心1h，得到单层MXene；
[0019]优选的，所述步骤(4)的单层MXene需要用三甲氧基硅烷GPTMS处理，以获得能与氨基反应的环氧基团。
[0020]优选的，所述步骤(5)的心肌肌钙蛋白cTnI抗体需要用(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺
·
盐酸盐EDC
·
HCl和N-羟基丁二酰亚胺NHS进行活化。
[0021]优选的，所述步骤(7)和(8)的加样和对折，是在色谱纸的检测层A工作电极上加入制备的MXene，反应15-30min后，用磷酸缓冲盐溶液PBS洗涤，之后加入心肌肌钙蛋白cTnI抗体，反应15-30min后，用磷酸缓冲盐溶液PBS洗涤，用牛血清白蛋白BSA阻隔后再洗涤，之后加入心肌肌钙蛋白cTnI抗原，反应15-30min后，用磷酸缓冲盐溶液PBS洗涤，之后将样品加入层B对折盖在检测层A上，加入铁氰化钾和氯化钾。
[0022]优选的，所述步骤(9)的电化学检测，通过检测三电极的电流强度，实现定量地检测心肌肌钙蛋白cTnI。
[0023]有益效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0025]1、本专利技术的检测心肌肌钙蛋白cTnI的电化学纸基传感器制作方法简单快速，适用范围广。
[0026]2、成本低，纸基装置能够降解，对环境无污染。
[0027]3、通过更简单方法将抗体活化及负载。
[0028]4、运用导电性，电化学稳定性以及生物相容性更好的单层MXene，提高信号。
[0029]5、本专利技术有效地克服了现有技术中本处理复杂、成本高、不易推广等缺点，本专利技术不仅具有强的特异性、高的灵敏度，还具有低的检测限。
[0030]6、本专利技术提供了一种成本低、操作简单、灵敏度高、检测限低、快速检测cTnI的纸
基电化学传感器。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的基于电化学分析用MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器的检测原理图
[0032]图2是MXene的原子力显微镜图(AFM)
[0033]图3是对抗原抗体结合到工作电极阻抗谱图表征
[0034]图4是不同浓度的cTnI的计时电流谱图
[0035]图5是纸基检测装置的特异性检测图
具体实施方式
[0036]以下上述仅是本专利技术的具体实施方式，本领域技术人员可通过该说明书所阐述的说明内容轻易地了解本专利技术的各项细节与应用，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出一些改善，这些改进也应视为本专利技术的保护范围。
[0037]实施例1
[0038]基于电化学分析用MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，包括以下步骤：
[0039]a.等离子体处理纸的形成
[0040]1)设计一定大小的纸基模型，通过喷蜡打印技术，形成亲水区域与疏水区域；
[0041]2)在90℃下，烘烤5min；
[0042]3)用等离子体清洗器处理纸4min得到所需纸；
[0043]4)等离子体处理的纸在加样前需要密封，防止氧化。
[0044]b.单层MXene的制备
[0045]1)5mL水，15mL盐酸与1g氟化锂搅拌混合均匀；
[0046]2)加入1g MXene前驱体(MAX)35℃搅拌反应24h；
[0047]3)3500rpm离心5min，倒去上清液，反复8次，待上澄层清液变为墨绿色；
[0048]4)超声1h，3500rpm离心1h，取清液为单层MXene.
[0049]c.单层MXene的硅烷化
[0050]1)100mg MXene加入50mL乙醇；
[0051]2)加入1mL三甲氧基硅烷GPTMS恒定搅拌(500rpm)48h；
[0052]3)室温下搅拌(500rpm)48h，离心；
[0053]4)用水和乙醇分别洗涤三遍；
[0054]5)50℃下真空干燥12h，研磨，备用。
[0055]d心肌肌钙蛋白cTnI抗体的制备
[0056]1)将0.2M的EDC
·
HCl与0.05M的NHS混合；
[0057]2)加入50mg/mL的心肌肌钙蛋白cTnI抗体，4℃下活化2h，备用；
[0058]e加样并将纸对折；
[0059]1)将制备的MXene加到检测层A的工作电极上，反应30min后；
[0060]2)用0.01M,pH＝7.4的PBS洗涤3次，将活化的心肌肌钙蛋白cTnI抗体加到检测层A
的工作电极上
[0061]3)用0.01M,pH＝7.4的PBS洗涤3次，加入1％BSA阻隔30min,再用0.01M,pH＝7.4的PBS洗涤3次；
[0062]4)将不同浓度的心肌肌钙蛋白cTnI抗原加到检测层A的工作电极上，反应30min后，用0.01M,pH＝7.4的PBS洗涤3次，将检测层A与样品加入层B对折重叠，从样品加入去加入0.05M铁氰化钾和0.2M氯化钾。
[0063]f化学检测
[0064]1)用电化学工作站检测三电极体系的电流强度，随着cTnI浓度的升高，工作电极的电阻逐渐升高；三电极体系的电流强度，随着cTnI浓度的升高逐渐降低。通过电流强度与cTnI曲线图，就可以实现定量地检测cTnI。
[0065]实施例2
[0066]基于电化学分析用MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电化学分析用单层MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，其特征在于：包括以下步骤：(1)设计纸基模型，在色谱纸上，利用喷蜡打印机打印封闭亲疏水区域，烘烤后，使用等离子清洗机等离子体处理纸；(2)在步骤(1)检测层A上印刷碳工作电极，在样品加入层B上印刷碳对电极及银-氯化银参比电极；(3)单层MXene的制备；(4)单层MXene的硅烷化；(5)心肌肌钙蛋白cTnI抗体的活化；(6)配制不同浓度的心肌肌钙蛋白cTnI；(7)在步骤(2)所得的色谱纸的检测层A的工作电极上加入步骤(3)制备的MXene，之后负载心肌肌钙蛋白cTnI抗体；(8)将步骤(5)中心肌肌钙蛋白cTnI抗原加入到检测层A工作电极上，之后将样品加入层B对折盖在检测层A上进行检测；(9)利用电化学工作站检测装置的电流信号。2.根据权利要求1所述的基于电化学分析用单层MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，其特征在于：所述步骤(1)的纸是通过喷蜡打印技术，形成亲水与疏水区域，在100-120℃，烘烤5-10min，再用等离子体清洗器处理纸，通过得失电子，使纸上的羟基变为醛基，醛基再与单层MXene上的氨基反应，以此将单层MXene更好地固定在纸上。3.根据权利要求1或3所述的基于电化学分析用单层MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，其特征在于：所述步骤(1)的等离子体处理的纸在加样前需要密封，防止氧化。4.根据权利要求1所述的基于电化学分析用单层MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，其特征在于：所述步骤(2)的工作电极、对电极和参比电极通过丝网印刷所得。5.根据权利要求1所述的基于电化学分析用单层MXene增强信号检测心肌肌钙蛋白I的微流体纸基传感器，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：于海东，韩雨锋，李林，张承武，刘志鹏，刘金华，黄维，韩尧杰，张晓盼，杜超，徐佳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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