【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学传感器和生物检测领域，尤其涉及一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器及其制备方法。
技术介绍
1、目前，微生物检测技术仍是以培养和分子检测为主。培养计数仍然是微生物检测的“黄金标准”，尽管其灵敏度高到可以检测到一个菌落，但它耗时且过程繁琐，需要数天时间才能得出确切结果，这极大地阻碍了其在生物中的应用。基于聚合酶链反应(pcr)的方法和基于免疫学的方法具有高灵敏度和稳定性，虽然耗时相对较少，但仍然需要长时间的样品预处理过程(例如浓缩、细胞裂解、纯化)、昂贵的设备和集中实验室设施中训练有素的人员，且这些方法的应用仅限于实验室环境。
2、生物传感器的出现有望弥补pcr和酶联免疫吸附(elisa)法的病原体检测的缺点。生物传感器基于选择性生物识别元件和敏感换能器元件的直接集成，为pcr和elisa提供了用于病原体识别和定量的补充平台。生物传感器可以以经济高效和快速的方式选择性和灵敏地检测目标分析物。电化学传感器已成为传统病原体检测方法的一种有前途的替代方案，为它们能够提供更高的灵敏度、更快的响应时间、操作简单且成本更低。然而，目前电化学生物传感装置的市场仅限于某些小分子或离子的检测，这些分子或离子可以通过电极表面的氧化、还原或亲和相互作用直接通过电化学信号检测。相比之下，大型生物标志物(如蛋白质、核酸、细菌或细胞)的检测主要依赖于亲和识别，因此需要多个步骤才能产生可检测的信号。此外，由于环境中病原微生物的浓度较低，如何采取信号放大策略来提高检测灵敏度，也是当前需要解决的问题。
3、作为一种二维
技术实现思路
1、针对如何设计实现稳定快速检测生物分子的低成本的电化学生物传感器的问题，本专利技术公开了一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的方法和装置。本专利技术的电化学免疫传感器制备流程简单、成本低、具有普适性，易于规模化制备。本专利技术的羧基化氧化石墨烯的一步传感电化学免疫生物传感器为生物分子的检测提供了一种无需化学交联剂、检测速度快、灵敏度高、准确度高、操作简单的检测方法。
2、本申请实施例第一方面，公开了一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，包括：
3、s1，使用去离子水对电极进行清洁处理，使用氮气吹干电极；所述电极，包括工作电极、对电极和参比电极；每类电极的工作区域互不重叠；所述电极，贴合于所述基底部的表面上；所述基底部，为平板状结构；
4、s2，对电极的参比电极工作区域和对电极工作区域进行遮挡处理；将含有胶粘剂的羧基化氧化石墨烯分散液均匀喷涂在电极的工作电极区域，将喷涂后的电极进行室温干燥若干时间，得到go-cooh修饰电极；
5、s3，将目标物对应的特异性抗体溶液滴涂在go-cooh修饰电极的工作电极区域，将电极在室温条件下放置在湿盒内孵育若干时间，将抗体键合在go-cooh修饰电极表面，用磷酸盐缓冲液清洗电极，随后在室温条件下进行干燥处理，去除电极上的未结合的抗体，得到抗体/go-cooh修饰电极；所述目标物，为传感器的待检测物质；
6、s4，将封闭剂滴涂在步骤s3处理后的电极的工作电极区域，在室温条件下将抗体/go-cooh修饰电极放置在湿盒内孵育若干时间后，封闭未与抗体结合的羧基，用磷酸盐缓冲液清清洗电极，随后在室温条件下进行干燥处理，得到基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器。
7、所述电极的基底部的材料，是纸基、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或陶瓷中的一种；
8、所述电极的工作电极区域的材料，是碳、金或石墨烯中的一种。
9、所述喷涂后的电极进行室温干燥的时间，为0.5-10小时；所述步骤s2中，go-cooh分散液的浓度为0.2-10mg/ml。
10、所述抗体是能与目标物特异性结合的带有氨基基团的物质，所述目标物是蛋白质、抗原、病毒、细菌或其他能被抗体特异性捕获的化学物质中的一种。
11、步骤s3中，将电极在室温条件下放置在湿盒内孵育的时间，为1-4小时；所述封闭剂，为牛血清白蛋白、脱脂奶粉、酪蛋白、乙醇胺、聚乙二醇、明胶、吐温中的一种。
12、步骤s4中，在室温条件下将孵育go-cooh修饰电极放置在湿盒内孵育的时间，为0.5-2小时。
13、本专利技术实施例第二方面，公开了一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器，采用所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法制备得到。
14、本专利技术实施例第三方面，公开了一种利用所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器进行检测生物分子的方法，包括：
15、将待检测液体滴在所述基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器表面；
16、利用与所述电化学传感器相连接的电化学工作站，测量得到所述电化学传感器的工作电极上的电压信号序列和电流信号序列，以及工作电极和参比电极之间的电容信号序列；
17、利用所述电压信号序列、电流信号序列和电容信号序列，构建得到测量信号矩阵；所述测量信号矩阵的行向量，为电压信号序列、电流信号序列和电容信号序列；
18、对所述测量信号矩阵进行特征分解处理，得到特征矩阵；
19、对所述特征矩阵进行特征计算处理，得到检测值；
20、判断所述检测值是否大于设定的判别阈值，得到第一判别结果；若所述第一判别结果为大于，判定待检测液体中包含有生物分子；若所述第一判别结果为不大于，判定待检测液体中不包含有生物分子。
21、所述特征分解处理的计算过程为：
22、wij＝(xi-uj)(xi-uj)t，
23、w-1xν＝λν，
24、y＝xv，
25、其中，w-1xν＝λν表示求解广义特征值运算，ν表示求解广义特征值运算得到的特征向量，λ表示求解广义特征值运算得到的特征值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述喷涂后的电极进行室温干燥的时间，为0.5-10小时；所述步骤S2中，GO-COOH分散液的浓度为0.2-10mg/mL。
4.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述抗体是能与目标物特异性结合的带有氨基基团的物质，所述目标物是蛋白质、抗原、病毒、细菌或其他能被抗体特异性捕获的化学物质中的一种。
5.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤S3中，将电极在室温条件下放置在湿盒内孵育的时间，为1-4小时；所述封闭剂，为牛血清白蛋白、脱脂奶粉、酪蛋白、乙醇胺、聚乙二醇、明胶、吐温中的一种。
6.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤S4中，在室温条件下将孵育GO-C
7.一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法制备得到。
8.一种利用权利要求7所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器进行检测生物分子的方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的利用所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器进行检测生物分子的方法，其特征在于，所述特征分解处理的计算过程为：
10.如权利要求8所述的利用所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器进行检测生物分子的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述喷涂后的电极进行室温干燥的时间，为0.5-10小时；所述步骤s2中，go-cooh分散液的浓度为0.2-10mg/ml。
4.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述抗体是能与目标物特异性结合的带有氨基基团的物质，所述目标物是蛋白质、抗原、病毒、细菌或其他能被抗体特异性捕获的化学物质中的一种。
5.如权利要求1所述的基于羧基化氧化石墨烯的电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将电极在室温条件下放置在湿盒内孵育的时间，为1-4小时；所述封闭剂，为牛...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢新武，杜漫漫，周俊廷，郝天腾，程智，杜耀华，白冰，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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