一种FeN制造技术

本发明专利技术涉及氧还原电催化剂技术领域，具体涉及一种FeN

【技术实现步骤摘要】
一种FeN
x
C纳米催化网络及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及过氧化氢还原电催化剂
，具体涉及一种FeN
x
C纳米催化网络及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]MicroRNAs(miRNAs)是一类短的、内源性的、非编码的RNAs，具有调控功能，对生理和病理过程具有至关重要的作用。由于miRNAs水平超低、固有尺寸小、片段高度相似，高灵敏度的和高选择性检测miRNAs依旧是很大的挑战。
[0004]到目前为止，除了微阵列和northern印迹技术以外，传统的检测RNA的方法实时定量聚合酶链反应(RT
‑
qPCR)也是microRNA检测的金标准技术。然而，这些方法费时、费力、费时间且灵敏度低，特异性差。为了解决这些限制，现有技术中还有新的检测miRNAs的方法，例如比色法，荧光法，电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)，电致发光，光电化学生物传感器，电化学生物传感器等。随着纳米科技的发展，越来越多的新合成的纳米材料为miRNA的检测提供了新的可能性。其中，在电化学生物传感器中应用具有类天然酶催化活性的纳米材料有利于电化学信号的转换和增大。例如，具有类辣根过氧化物酶的Ag/Pt纳米团簇和Fe3O4@MIL
‑
100(Fe)已被广泛用于生物分子的检测。Li等人已经合成了一类多功能的钯纳米粒子修饰的Fe基金属有机框架(Pd NPs@Fe
‑
MOFs)并将其应用于miRNA
‑
122超灵敏电化学检测中。Wang报道了一种高效的氧化还原催化剂(PmPDA
‑
FeN
x
/C)，并证实了PmPDA
‑
FeN
x
/C对过氧化氢的还原和氧化都具有较高的催化活性。然而这种类型的催化剂在燃料电池的氧还原反应中是一个热点，但是却很少将其生物分析中。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种FeN
x
C纳米催化网络及其制备方法与应用，将FeN
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C纳米催化网络用于制备miRNA生物传感器，解决目前miRNA检测灵敏度和选择性不高的问题，并与DSN酶辅助的目标物循环放大策略相结合，实现了对miRNA
‑
21的高灵敏度和高选择性电化学检测，为miRNA的可靠检测提供了有效手段。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所述：
[0007]在本专利技术的第一方面，提供一种FeN
x
C纳米催化网络的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)在SiO2悬浮液中加入间苯二胺和浓盐酸，再加入(NH4)2S2O8和FeCl3溶液，间苯二胺被氧化成聚间苯二胺(PmPDA)涂覆在SiO2纳米颗粒的表面，得到粉末样品；
[0009](2)步骤(1)得到的粉末在惰性环境中进行高温热解，得到FeN
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C/SiO2；
[0010](3)将步骤(2)得到的FeN
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C/SiO2中加入苯甲酸重氮盐和还原铁粉，将苯甲酸基嫁接到FeNxC/SiO2表面；去除SiO2，得到表面修饰有羧基的FeN
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C纳米颗粒；
[0011](4)在步骤(3)得到的FeN
x
C纳米颗粒中加入EDC溶液和NHS溶液，活化FeN
x
C纳米颗粒上的羧酸基团；
[0012](5)将氨基修饰的DNA加入到活化的FeN
x
C纳米颗粒中，得到FeN
x
C
‑
DNA生物复合物，即FeN
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C纳米催化网络。
[0013]在本专利技术的第二方面，提供一种第一方面所述FeN
x
C纳米催化网络的制备方法制备得到的FeN
x
C纳米催化网络。
[0014]在本专利技术的第三方面，提供一种miRNA生物传感器的制备方法，步骤如下：
[0015](1)将硫醇修饰的捕获探针(CP)在金工作电极(AuE)表面孵育一段时间，修饰后的AuE在MCH中封闭一段时间；
[0016](2)在CP/AuE传感器制作完成后，将其在含有不同浓度的miRNA
‑
21和DSN的DSN缓冲液中孵育；
[0017](3)孵育完成后将按照第一方面所述制备方法制备得到的FeN
x
C
‑
DNA1滴在电极上，孵育一段时间后，在电极上滴加按照第一方面所述制备方法制备得到的FeN
x
C
‑
DNA1和FeN
x
C
‑
DNA2的混合液，再孵育一段时间，然后转移到电化学系统进行测量。
[0018]在本专利技术的第四方面，提供一种第三方面所述miRNA生物传感器的制备方法制备得到的miRNA生物传感器。
[0019]在本专利技术的第五方面，提供一种第二方面所述FeN
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C纳米催化网络或第四方面所述miRNA生物传感器在miRNA检测中的应用。
[0020]本专利技术的具体实施方式具有以下有益效果：
[0021]本专利技术利用DNA自组装FeNxC纳米催化聚合物网络的优越性能，以及DSN酶的特异性切割活性，构建了一种用于miRNA
‑
21超灵敏检测的电化学生物传感器。DSN酶作为工具酶可以水解与miRNA
‑
21杂交的CP，释放出miRNA
‑
21，使电极上剩余的CP与FeN
x
C纳米颗粒上的DNA1杂交，同时DNA1和DNA2的杂交自组装形成纳米催化网络；本专利技术中的电化学生物传感器的灵敏度有很大的提高，检测极限低至0.43fM；此外，对单碱基错匹配的miRNA的识别能力证实了电化学生物传感器的选择性，提供了一种灵敏度高、选择性好的检测miRNA的方法。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1为用于电化学检测miRNA
‑
21的DNA自组装FeNxC纳米催化网络示意图；
[0024]图2中，(A)为FeN
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C的透射电镜图；(B)为FeN
x
C
‑
DNA的透射电镜图；(C)为FeNxC
‑
DNA纳米催化网络的透射电镜图；(D)为图(C)相应区域的高分辨率TEM图像；
[0025]图3中，(A)为裸AuE和FeN
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C修饰的A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FeN
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C纳米催化网络的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：(1)在SiO2悬浮液中加入间苯二胺和浓盐酸，再加入(NH4)2S2O8和FeCl3溶液，间苯二胺被氧化成聚间苯二胺涂覆在SiO2纳米颗粒的表面，得到粉末样品；(2)步骤(1)得到的粉末在惰性环境中进行高温热解，得到FeN
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C/SiO2；(3)将步骤(2)得到的FeN
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C/SiO2中加入苯甲酸重氮盐和还原铁粉，将苯甲酸基嫁接到FeN
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C/SiO2表面；去除SiO2，得到表面修饰有羧基的FeN
x
C纳米颗粒；(4)在步骤(3)得到的FeN
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C纳米颗粒中加入EDC溶液和NHS溶液，活化FeN
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C纳米颗粒上的羧酸基团；(5)将氨基修饰的DNA加入到活化的FeN
x
C纳米颗粒中，得到FeN
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C
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DNA生物复合物，即FeN
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C纳米催化网络。2.如权利要求1所述的FeN
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C纳米催化网络的制备方法，其特征在于，步骤(1)中(NH4)2S2O8和FeCl3溶液使用前进行预冷；或者，步骤(1)中粉末样品在75～85℃下干燥11～13h。3.如权利要求1所述的FeN
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C纳米催化网络的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温热解包括第一次高温热解和第二次高温热解；第一次高温热解后的样品在酸溶液中浸泡一段时间，然后进行第二次高温热解；优选地，第一次高温热解的温度为900～1000℃，时间0.5～1.5h；或者，第二次高温热解的温度为900～1000℃，时间2.5～3.5h；或者，75～85℃条件下在盐酸溶液中浸泡7～9h，浸泡后用水洗涤。4.如权利要求1所述的FeN
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C纳米催化网络的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述苯甲酸重氮盐为对氨基苯甲酸、亚硝酸钠和盐酸在低温下合成的，优选地，所述低温为2.5～3.5℃；或者，步骤(3)中，去除SiO2通过HF溶液刻蚀去除；或者，步骤(4)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱烨，宁芸芸，汪强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：