一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用制造技术

本发明专利技术属于新型功能材料与生物传感技术领域，涉及一种基于全硫代铟酸锌/硫化钴镍/苝四羧酸复合材料(ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA)和双金属化合物（Cu

【技术实现步骤摘要】
一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用


[0001]本专利技术涉及一种光电化学免疫传感器的制备与应用，具体说是一种以ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA为传感平台，以Cu
1.5
Mn
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O4‑
CFNSs
‑
Au NPs为标记物的夹心型免疫传感器，本专利技术属于新型功能材料、生物传感


技术介绍

[0002]癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）是首先从结肠癌和胚胎组织中提取的一种肿瘤相关抗原，是一种具有人类胚胎抗原特性的酸性糖蛋白，存在于内胚层细胞分化而来的癌症细胞表面，以往把CEA作为早期诊断结肠癌和直肠癌的特异性标志物，经大量的临床实践，发现不仅胃肠道的恶性肿瘤CEA值可以升高，在乳腺癌、肺癌及其他恶性肿瘤的血清中也有升高。因此，癌胚抗原是一种广谱肿瘤标志物，虽然不能作为诊断某种恶性肿瘤的特异性指标，但在恶性肿瘤的鉴别诊断、病情监测、疗效评价等方面，仍有重要临床价值，因此我们需要开发新的检测方法完成对CEA的检测。
[0003]光电化学免疫传感器是基于免疫传感器更加进步的一种分析检测技术，而且是免疫传感器中研究最早也较为成熟的一个分支。光电化学生物传感器基于激发光源和分析系统的分离，广泛应用于生物标记物的检测。电化学免疫传感器具有高选择性、高灵敏性和低检出限等优点，在免疫分析方面具有广泛的应用。
[0004]NiCo2S4和ZnIn2S4都表现出N型半导体特性，两者形成的异质结可以降低表面反应能垒并利用其协同作用，加强两种半导体之间的电荷自扩散，这意味着形成强电场；NiCo2S4的导带和价带与ZnIn2S4匹配良好，但是ZnIn2S4的带隙相对较窄，光生电子空穴复合率高有机物苝四羧酸（PTCA）是一种理想的敏化剂，导致光生电子空穴复合率降低增加光电流信号；双金属氧化物Cu
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Mn
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CFNSs显示氧化物酶活性，在没有H2O2存在的情况下催化TMB变蓝，实现对CEA的视觉检测；根据此方法构建的光电化学免疫传感器用于测定实际血清样本的PCT浓度，表现出优异的稳定性和选择性，为PCT的检测提供了一种新的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是制备一种以ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA为传感平台，以Cu
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Mn
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CFNSs
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Au NPs为标记物的夹心型免疫传感器。
[0006]本专利技术的目的之二是将该传感器用于CEA的高灵敏、特异性检。
[0007]本专利技术的技术方案如下：1. 一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备方法如下：(1) 将氧化铟锡（ITO）玻璃被切割成0.8cmx2.0cm然后进行预处理作为电极使用，再使用去丙酮、乙醇和离子水进行超声清洗，清洗后在干燥箱中干燥；(2) 将10 μL，1 ~ 3 mg/mL ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA溶液滴加在电极上，室温下干燥；
(3) 将6 μL，1 ~ 2 μg/mL CEA一抗滴加在电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余抗体，室温下干燥；(4) 将3 μL，质量分数为1 ~ 2% BSA溶液滴加于电极上，用以封闭非特异性结合位点，干燥之后使用PBS洗去多余BSA，室温下干燥；(5) 将6 μL，0. 1 pg/mL ~ 100 ng/mL一系列不同浓度的CEA抗原标准溶液滴加于电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余抗原，室温下干燥；(6) 将10μL，1 ~ 3 mg/mL Cu
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Mn
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CFNSs
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Au NPs
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Ab2滴加于电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余二抗，室温下干燥。
[0008]2. 如权利1所述的一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用，其所述的ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA材料的制备步骤如下：(1) ZnIn2S4的合成采用改进的水热法合成了花状结构的ZnIn2S4材料：将1~3mmolZnCl2、0.5~1.5mmolInCl3和2~4mmol的硫代乙酰胺（TAA）与10~20mL水和5~15mL乙醇混合，通过使用0.1M盐酸将混合溶液的pH值调节至1，将所得溶液加入聚四氟乙烯不锈钢高压釜中，并在160 ℃下加热12~24小时，然后用乙醇洗涤获得的黄色沉淀物，并在60℃下干燥，取出后研磨成粉末，密封保存以备使用，获得ZnIn2S4；(2) NiCo2S4的合成将0.20~0.30mmol Co（NO3）2·
6H2O、0.50~0.60 mmol Ni（NO3）2·
6H2O和2.0~3.0mmTAA加入到60mL去离子水中，然后加入10~20mL乙二醇并滴加1~3 mL氨，并进行超声分散20min并进行搅拌1h，将所得溶液加入聚四氟乙烯不锈钢高压釜中在180℃持续12小时，反应后，用去离子水和乙醇洗涤多次，并在60℃的真空烘箱中干燥持续10小时，取出后研磨成粉末，密封保存以备使用，获得NiCo2S4； (3) ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA的合成通过剧烈搅拌制备了ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA：首先，将10~20 mg ZnIn2S4、15~17 mg NiCo2S4和8~10mg PTCA溶于15~25 mL水溶液中，然后将混合液超声10 min，在室温条件下搅拌6h，之后通过离心收集并用超纯水洗涤三次，放置在60℃的真空烘箱中干燥过夜，获得ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA。
[0009]3. 如权利1所述的一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用，其所述的Cu
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Mn
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CFNSs
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Au NPs
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Ab2材料的制备步骤如下： (1) Cu
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Mn
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O4‑
CFNSs的合成采用水热法和退火合成了Cu
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Mn
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O4材料：将0.50~0.60g PVP、1.0~1.2 g尿素、1~2 mmol Cu（NO3）2·
3H2O和0.5 ~0.7mmol Mn（NO3）2·
6H2O加入到30~40 mL混合溶液（EG:H2O=1:2）中，搅拌30分钟，然后转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应器中，并置于烘箱中在90℃下反应10h，反应结束时，将反应器中的产物转移到500mL烧杯中，并加入100mL去离子水,将烧杯放入超声仪器中超声处理1小时，得到Cu
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Mn氢氧化物空心球（Cu
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Mn
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OH
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HS）前体分散液，通过分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备方法如下：(1) 将氧化铟锡（ITO）玻璃被切割成0.8cmx2.0cm然后进行预处理作为电极使用，再使用去丙酮、乙醇和离子水进行超声清洗，清洗后在干燥箱中干燥；(2) 将10 μL，1 ~ 3 mg/mL ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA溶液滴加在电极上，室温下干燥；(3) 将6 μL，1 ~ 2 μg/mL CEA一抗滴加在电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余抗体，室温下干燥；(4) 将3 μL，质量分数为1 ~ 2% BSA溶液滴加于电极上，用以封闭非特异性结合位点，干燥之后使用PBS洗去多余BSA，室温下干燥；(5) 将6 μL，0. 1 pg/mL ~ 100 ng/mL一系列不同浓度的CEA抗原标准溶液滴加于电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余抗原，室温下干燥；(6) 将10μL，1 ~ 3 mg/mL Cu
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Au NPs
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Ab2滴加于电极上，室温下干燥之后，用PBS清洗，除去多余二抗，室温下干燥。2. 如权利1所述的一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用，其所述的ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA材料的制备步骤如下：(1) ZnIn2S4的合成采用改进的水热法合成了花状结构的ZnIn2S4材料：将1~3mmolZnCl2、0.5~1.5mmolInCl3和2~4mmol的硫代乙酰胺（TAA）与10~20mL水和5~15mL乙醇混合，通过使用0.1M盐酸将混合溶液的pH值调节至1，将所得溶液加入聚四氟乙烯不锈钢高压釜中，并在160 ℃下加热12~24小时，然后用乙醇洗涤获得的黄色沉淀物，并在60℃下干燥，取出后研磨成粉末，密封保存以备使用，获得ZnIn2S4；(2) NiCo2S4的合成将0.20~0.30 mmolCo（NO3）2·
6H2O、0.50~0.60 mmol Ni（NO3）2·
6H2O和2.0~3.0 mmTAA加入到60 mL去离子水中，然后加入10~20 mL乙二醇并滴加1~3 mL氨，并进行超声分散20 min并进行搅拌1h，将所得溶液加入聚四氟乙烯不锈钢高压釜中在180℃持续12小时，反应后，用去离子水和乙醇洗涤多次，并在60℃的真空烘箱中干燥持续10小时，取出后研磨成粉末，密封保存以备使用，获得NiCo2S4； (3) ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA的合成通过剧烈搅拌制备了ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA：首先，将10~20 mg ZnIn2S4、15~17 mg NiCo2S4和8~10mgPTCA溶于15~25 mL水溶液中，然后将混合液超声10 min，在室温条件下搅拌6h，之后通过离心收集并用超纯水洗涤三次，放置在60℃的真空烘箱中干燥过夜，获得ZnIn2S4/NiCo2S4/PTCA。3. 如权利1所述的一种基于双金属化合物的双模式光电化学生物传感器的制备与应用，其所述的Cu
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Mn
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CFNSs
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Au NPs
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Ab2材料的制备步骤如下： (1) Cu
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Mn
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CFNSs的合成采用水热法和退火合成了Cu
1.5
Mn
1.5
O4材料：将0.50~0.60g PVP、1.0~1.2 g尿素、1~2 mmol Cu（NO3）2·
3H2O和0.5 ~0.7mmol Mn（NO3）2·
6H2O加入到30~40 mL混合溶液（EG:H2O=1:2）中，搅拌30分钟，然后转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应器中，并置于烘箱中在90℃下反应10h，反应结束时，将反应器中的产物转移到500mL烧杯中，并加入100mL去离子水,将烧杯放入超声仪器中超声处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟，曹东梅，黄心怡，张静静，房靖龙，李敏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：