一种用于胆碱检测的电化学传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于胆碱检测的电化学传感器及其制备方法，其中，电化学传感器包括依次层叠设置的金属电极层、聚合物层和传感层；所述金属电极层选自铂、金、银中的至少一种，所述金属电极层的厚度为1000

【技术实现步骤摘要】
一种用于胆碱检测的电化学传感器及其制备方法


[0001]本申请涉及生物传感领域，尤其涉及一种用于胆碱检测的电化学传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]胆碱是一种强有机碱，膜磷脂的重要组成成分，也存在于神经鞘磷脂之中，是机体可变甲基的一个来源，是乙酰胆碱的前体，乙酰胆碱是参与记忆的重要大脑化学物质之一，作为神经递质出现在周围神经系统和中枢神经系统中。胆碱在人体的新陈代谢，信息传递，调控细胞凋亡，促进脂肪代谢，降低胆固醇含量，维持细胞正常功能方面起着重要作用；同时，胆碱水平的变化和代谢异常，也可用做急性冠状动脉综合征，脑胶质瘤分级等多种癌症的诊断标志物。因此对胆碱的检测具有重要的生物学意义。
[0003]由于胆碱自身不具备电化学活性，所以通过酶催化胆碱反应生成过氧化氢成为测定胆碱的重要方法。目前基于胆碱氧化酶的胆碱检测技术主要包括比色法，液相色谱法，荧光法，电化学发光和化学发光法，电化学检测技术等。其中比色法可用肉眼快速读取而可作为视觉检测的工具，但在实际样品的检验中，容易受到有色样品的颜色干扰，且此类生物传感器的灵敏度相对较低。液相色谱法往往需要繁琐的前处理步骤和昂贵的仪器，不适用于现场快速检测。荧光法有易于应用，响应范围宽和可遥感的优势，但荧光生物测定法也可能会遭受不稳定的光学信号和内部滤光效果的困扰。与其他胆碱检测方法相比，电化学生物传感器在生物识别过程有高特异性，低背景噪声和更高的信噪比等优点；在进行测量时，只需要很小的样本量，检测成本低，系统设计结构简单；在产品化和商业化上最具潜力，用户友好，可实现便携性，目前，电化学技术已经成功应用于代谢物，如葡萄糖和激素的测定，由此可见，电化学技术与生命科学的结合在临床分析中的应用已取得了不俗的成绩。但目前针对胆碱检测的电化学生物传感器也存在一些问题，比如：容易受到电活性物质的干扰，在安培检测中信号较小，检测限较高，需要更好的材料去捕获和固定酶及保持酶活性，这让传感器在实际应用中的应用中受到了限制。
[0004]因此，迫切需要开发抗干扰能力强、灵敏度高且检测限底的生物传感器，用于提升胆碱检测的效果。

技术实现思路

[0005]基于以上问题，本专利技术的第一方面提出了一种用于胆碱检测的电化学传感器，包括依次层叠设置的金属电极层、聚合物层和传感层；
[0006]所述金属电极层选自铂、金、银中的至少一种，所述金属电极层的厚度为1000
‑
2000纳米；
[0007]所述聚合物层为聚间苯二胺、聚对苯二胺、聚邻苯二胺中的至少一种，所述聚合物层的厚度为300
‑
500纳米；
[0008]所述传感层包括MXene，所述传感层的厚度为14000
‑
18000纳米。
[0009]在其中一个实施例中，所述传感层还包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒的平均粒径为75
‑
100纳米，所述磁性纳米颗粒在所述传感层的质量分数为20
‑
30％。
[0010]在其中一个实施例中，所述传感层还包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒选自金纳米球、银纳米花、金纳米花、银纳米球中的至少一种，所述金属纳米颗粒的平均粒径为10
‑
20纳米，所述金属纳米颗粒在所述传感层中的质量分数为1
‑
3％。
[0011]在其中一个实施例中，所述传感层还包括功能化碳纳米管，所述功能化碳纳米管在所述传感层中的质量分数为3
‑
5％。
[0012]本专利技术的第二方面提出了一种用于胆碱检测的电化学传感器的制备方法，至少包括以下步骤：
[0013]S1：提供金属电极层，在所述金属电极层的其中一侧沉积聚合物层；
[0014]S2：在所述聚合物层远离所述金属电极层的一侧形成传感层；
[0015]所述金属电极层选自铂、金、银中的至少一种，所述金属电极层的厚度为1000
‑
2000纳米；
[0016]所述聚合物层为聚间苯二胺、聚对苯二胺、聚邻苯二胺中的至少一种，所述聚合物层的厚度为300
‑
500纳米；
[0017]所述传感层包括MXene，所述传感层的厚度为14000
‑
18000纳米。
[0018]上述传感器仅由金属电极层、聚合物层和传感层构成，结构简单，易于制备，在该传感器中，通过在传感层中加入金属烯MXene，极大地放大对于胆碱检测过程中生成的H2O2的电化学信号，同时提高了电化学传感器对于胆碱检测的灵敏度。
[0019]在其中一个实施例中，所述传感层还包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒通过以下步骤制备：
[0020]S201：室温下，将氯化铁与二水合柠檬酸三钠混合于乙二醇中，充分搅拌溶解后加入三水合醋酸钠得到混合液，将所述混合液转移至反应容器中，在180
‑
230℃下反应6
‑
24h得到反应液，磁分离后得到所述磁性纳米颗粒。
[0021]在其中一个实施例中，所述传感层还包括金属纳米颗粒，所述金属颗粒通过以下步骤制备：
[0022]S202：将金属前驱体溶液加入至沸腾后，加入二水合柠檬酸三钠，保持沸腾10
‑
60min后自然冷却至室温得到所述金属纳米颗粒。
[0023]在其中一个实施例中，所述传感层还包括功能化碳纳米管，所述功能化碳纳米管的制备方法包括：
[0024]S203a：将碳纳米管分散于混合酸溶液中，在40
‑
80℃下搅拌并加热1
‑
5h，得到羧基化碳纳米管。
[0025]在其中一个实施例中，所述功能化碳纳米管的制备方法还包括：
[0026]S203b：向所述羧基化碳纳米管的水分散液中加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，室温下混合反应30min
‑
120min后离心洗涤得到活化后的羧基化碳纳米管，向所述活化后的羧基化碳纳米管中加入半胱胺，室温下继续反应30min
‑
120min，得到巯基化碳纳米管。
[0027]在其中一个实施例中，所述传感层中的MXene的制作过程包括：
[0028]S204：提供酸液，随后匀速加入Ti3AlC2，待反应稳定后，将混合液至于30
‑
50℃下反
应12
‑
36小时。
[0029]该制备过程条件简单，制备得到的对于胆碱检测的电化学传感器成本低，灵敏度高，检测范围宽，响应速度高，抗干扰性强，具备良好的应用前景。
附图说明
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明：
[0031]图1示出了本专利技术实施例提供的电化学传感器的示意图；
[0032]图2示出了本专利技术提供的又一电化学传感器实施例的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于胆碱检测的电化学传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的金属电极层、聚合物层和传感层；所述金属电极层选自铂、金、银中的至少一种，所述金属电极层的厚度为1000
‑
2000纳米；所述聚合物层为聚间苯二胺、聚对苯二胺、聚邻苯二胺中的至少一种，所述聚合物层的厚度为300
‑
500纳米；所述传感层包括MXene，所述传感层的厚度为14000
‑
18000纳米。2.根据权利要求1所述的用于胆碱检测的电化学传感器，其特征在于，所述传感层还包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒的平均粒径为75
‑
100纳米，所述磁性纳米颗粒在所述传感层的质量分数为20
‑
30％。3.根据权利要求1所述的用于胆碱检测的电化学传感器，其特征在于，所述传感层还包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒选自金纳米球、银纳米花、金纳米花、银纳米颗粒中的至少一种，所述金属纳米颗粒的平均粒径为10
‑
20纳米，所述金属纳米颗粒在所述传感层中的质量分数为1
‑
3％。4.根据权利要求1所述的用于胆碱检测的电化学传感器，其特征在于，所述传感层还包括功能化碳纳米管，所述功能化碳纳米管在所述传感层中的质量分数为3
‑
5％。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的用于胆碱检测的电化学传感器的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：S1：提供金属电极层，在所述金属电极层的其中一侧沉积聚合物层；S2：在所述聚合物层远离所述金属电极层的一侧形成传感层；所述金属电极层选自铂、金、银中的至少一种，所述金属电极层的厚度为1000
‑
2000纳米；所述聚合物层为聚间苯二胺、聚对苯二胺、聚邻苯二胺中的至少一种，所述聚合物层的厚度为300
‑
500纳米；所述传感层包括MXene，所述传感层的厚度为14000
‑
18000纳米。6.根据权利要求5所述的用于胆碱检测的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉菲，罗梦菲，袁梦迪，崔洪源，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：