CN105738433A - 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用 - Google Patents

基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105738433A
CN105738433A CN201610069280.0A CN201610069280A CN105738433A CN 105738433 A CN105738433 A CN 105738433A CN 201610069280 A CN201610069280 A CN 201610069280A CN 105738433 A CN105738433 A CN 105738433A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gold electrode
solution
electrochemical sensor
prepared
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610069280.0A
Other languages
English (en)
Inventor
刘云春
张丹丹
陈红旗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Normal University
Original Assignee
Anhui Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Normal University filed Critical Anhui Normal University
Priority to CN201610069280.0A priority Critical patent/CN105738433A/zh
Publication of CN105738433A publication Critical patent/CN105738433A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用，所述制备方法包括：1)活化：将金电极置于硫酸溶液中，采用循环伏安法制得活化后的金电极；2)电镀：将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀，制得电镀后的金电极；3)自组装：将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合，制得电化学传感器；步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。通过上述设计，用该电化学传感器检测肿瘤标记物时，传感器表面的硼酸基团可与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应，进而能对肿瘤标记物进行检测。实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。

Description

基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电化学传感器的生产制备领域，具体地，涉及一种基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用。
背景技术
肿瘤标记物，是指特征性存在于恶性肿瘤细胞，或由恶性肿瘤细胞异常产生的物质，或由宿主对肿瘤的刺激反应而产生的物质，并能反映出肿瘤发生、发展，并检测肿瘤对治疗反应的一类物质。它通常存在于肿瘤患者的组织、体液和排泄物中，能够用免疫学、生物学及化学的方法检测到。已有很多肿瘤标记物如α-甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、前列腺特异抗原(PSA)已成为医院癌症筛查的常规检测的疾病标志物。
常见的检测肿瘤标记物的方法有：酶联免疫分析法、放射性免疫分析法、化学发光免疫分析法、色谱分析法等。但通常这些检测方法所需设备昂贵、过程。
因此，提供一种操作简单，无需借助昂贵的仪器，检测步骤方便，成本低同时对低浓度的肿瘤标记物有很好灵敏度的电化学传感器及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中常规检测肿瘤标记物的设备昂贵、过程复杂且灵敏度不高的问题，从而提供一种操作简单，无需借助昂贵的仪器，检测步骤方便，成本低同时对低浓度的肿瘤标记物有很好灵敏度的电化学传感器及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)活化：将金电极置于硫酸溶液中，采用循环伏安法制得活化后的金电极；
2)电镀：将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀，制得电镀后的金电极；
3)自组装：将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合，制得电化学传感器；其中，
步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据上述所述的基于银纳米粒子的电化学传感器在检测甲胎蛋白中的应用。
通过上述技术方案，本发明通过将金电极活化并在活化后的金电极的表面电镀一层树枝状银纳米粒子，然后将经过电镀处理的金电极在巯基硼酸溶液中进行自组装工序，自组装工序中银纳米粒子和巯基硼酸发生亲合作用形成Ag-S键并以“自组装”的形式制成电化学传感器；使得在碱性条件下，使用该电化学传感器检测肿瘤标记物时，传感器表面的硼酸基团可以与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应，进而能够对肿瘤标记物进行检测。从而实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备原理图；
图2是本发明提供的一种基于银纳米粒子的电化学传感器检测肿瘤标记物的原理图；
图3是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1扩大70000倍的扫描电镜图；
图4是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1扩大20000倍的扫描电镜图；
图5是金电极、电镀后的金电极和实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1的电化学阻抗图；
图6是金电极、电镀后的金电极和实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1对肿瘤标记物响应的循环伏安曲线图；
图7是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1在磷酸缓冲溶液、含有对苯二酚的磷酸缓冲溶液以及含有邻苯二酚的磷酸缓冲溶液中的示差脉冲曲线图；
图8是实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1在磷酸盐缓冲溶液、含牛血红蛋白的磷酸盐缓冲溶液、含色氨酸的磷酸盐缓冲溶液以及含甲胎蛋白的磷酸盐缓冲溶液的示差脉冲曲线图。
附图标记说明
1-金电极2-银纳米粒子
3-硼酸基团4-顺式二羟基。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)活化：将金电极置于硫酸溶液中，采用循环伏安法制得活化后的金电极；
2)电镀：将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀，制得电镀后的金电极；
3)自组装：将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合，制得电化学传感器；其中，
步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。
如图1所示，上述设计通过将金电极活化并在活化后的金电极的表面电镀一层树枝状银纳米粒子，然后将经过电镀处理的金电极在巯基硼酸溶液中进行自组装工序，自组装工序中银纳米粒子和巯基硼酸发生亲合作用形成Ag-S键并以“自组装”的形式制成电化学传感器；使得在碱性条件下，具体如图2所示，其中，图2中R1和R2为任意烷烃基团，使用该电化学传感器检测肿瘤标记物时，传感器表面的硼酸基团可以与肿瘤标记物中的顺式二羟基结构发生反应，进而能够对肿瘤标记物进行检测。从而实现了操作简单、生产成本低、灵敏度高、特异性强、具有优异的稳定性和较宽的检测线性范围的效果。
步骤1)中的所述硫酸溶液的浓度可以根据实际需要进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，在尽可能节省成本的条件下使得金电极得到更好的活化，步骤1)中所述硫酸溶液的浓度可以进一步选择为0.1-1.0mol/L。
更为优选的实施方式中，所述硫酸溶液的浓度为0.4-0.6mol/L。
为了使活化后的金电极具有更优异的活化程度，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中所述循环伏安法的条件为：扫描电位为-0.3～1.55V，扫描速度为0.05-0.15V/s，扫描圈数为25-35圈。当然，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，本发明并不局限于此。
当然，步骤2)中的溶液M1可以仅含有硝酸银作为溶质，当然，为了使得电镀效果更好，电镀后的金电极在检测后灵敏度更高，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤2)中还可以包括硝酸钾和/或聚乙烯吡咯烷酮；且以1L的所述溶液M1为基准，所述硝酸银的含量为5.0-20.0mmol，所述硝酸钾的含量为50.0-150.0mmol，所述聚乙烯吡咯烷酮的含量为10.0-50.0mmol。当然，溶液M1中的溶剂可以为本领域常规采用的溶剂，例如，可以为常规使用的水等。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在此不多作赘述。
电镀过程的电镀条件可以根据实际需要进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，为了使金电极上电镀的树枝状银纳米粒子更为均匀，同时使得树枝状银纳米粒子与金电极结合更为紧密，步骤2)中电镀过程的恒电位可以进一步选择为-0.6～-0.2V，电镀时间为40.0-120.0s。
步骤3)中所述巯基苯硼酸溶液的浓度可以不作限定，当然，在本发明的一种优选的实施方式中，为了提高树枝状银纳米粒子与巯基苯硼酸形成Ag-S键的速率以及亲合作用的力度，步骤3)中所述巯基苯硼酸溶液的浓度可以选择为0.1-1.0mg/mL；
所述巯基苯硼酸溶液的溶剂可以为本领域常规采用的溶剂类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述巯基苯硼酸溶液的溶剂为四氢呋喃和丙酮，且相对于1体积份的所述四氢呋喃，所述丙酮的含量为0.1-10体积份。当然，本发明并不局限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行种类的选择和用量的调整。
当然，为了使得树枝状的银纳米粒子和巯基苯硼酸充分反应，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤3)中的反应温度为20.0-27.0℃，反应时间为2.0-24.0h。
为了尽可能去除金电极表面的杂质，降低制得的电化学传感器的敏感度等，步骤1)中还可以包括在将金电极置于硫酸溶液之前对金电极进行预处理。当然，这里的预处理过程可以按照本领域常规方式进行操作，例如，所述预处理过程包括：对所述金电极表面杂质进行清理。
具体清理过程可以根据实际需要进行操作，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，为了在操作简便的前提下，得到较好的清理效果，提高制得的电化学传感器的使用性能，所述杂质的清理过程包括：在三氧化二铝的水溶液存在的条件下，将所述金电极在麂皮上进行打磨抛光，并将打磨抛光后的金电极置于电极打磨液中采用循环伏安法进行扫描，再分别用乙醇和水进行超声清洗，制得预处理后的金电极。
所述三氧化二铝的浓度可以不作限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，为了使打磨抛光效果更好，所述三氧化二铝的浓度可以进一步选择为0.05-0.5mol/L。
当然，这里的电极打磨液也可以根据本领域常规采用的方式进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述电极打磨液的溶质选自铁氰化钾、亚铁氰化钾和氯化钾中的一种或多种。当然，溶剂也可以为多种，只要为本领域常规使用的即可，例如，为了大大降低使用成本，溶剂可以选择为水等。
当然，为了使打磨效果更好，在本发明的一种优选的实施方式中，以1.0L的所述电极打磨液为基准，所述铁氰化钾的含量为0.1-1.0mmol，所述亚铁氰化钾的含量为0.1-1.0mmol，所述氯化钾的含量为5.0-50.0mmol。本发明并不局限于此，种类及用量均可以根据实际情况进行选择，在此不多作赘述。
为了使清洗效果更好，在本发明的一种优选的实施方式中，所述超声清洗过程的清洗时间可以选择为0.5-3.0min。
当然，杂质的清理过程中采用的循环伏安法的条件可以不作限定，例如在本发明的一种优选的实施方式中，所述杂质的清理过程中的循环伏安法的条件可以选择为：扫描电位为-0.4～0.4V，扫描速度为0.05-0.15V/s，扫描圈数为1-2圈。从而尽可能提高杂质的清理效果。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据上述所述的基于银纳米粒子的电化学传感器在检测甲胎蛋白中的应用。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得需要检测的物质检测效果更好且操作更为方便，所述应用方法包括：将需要检测的物质置于磷酸盐缓冲溶液中，制得待测样品，而后使用根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据上述所述的基于银纳米粒子的电化学传感器对待测样品进行检测。
当然，这里的磷酸盐缓冲溶液可以为本领域常规使用的类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述磷酸盐缓冲溶液的溶质选自磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和氯化钾中的一种或多种。当然，更为优选的，所述溶质包括磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和氯化钾，且相对于0.1mol/mL的磷酸氢二钠，所述磷酸二氢钠的含量为0.05-0.1mol/mL，所述氯化钾的含量为0.1-0.5mol/mL。
同样地，所述磷酸盐缓冲溶液的浓度可以不作限定，当然，在本发明的一种更为优选的实施方式中，为了使检测效果更好，检测灵敏度更高，所述磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.05-0.1mol/mL，pH值为8.0-9.0。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，循环伏安测试以及示差脉冲测试通过上海辰华仪器公司的CHI660电化学工作站进行(循环伏安测试以及示差脉冲测试采用三电极系统，电化学传感器为工作电极，铂丝电极为对电极，银-氯化银电极为参比电极，并且在测试之前通15分钟纯氮气)；扫描电镜为日立公司的S-4800倍发射扫描电子显微镜。甲胎蛋白购自成都正龙生化试剂公司；牛血红蛋白、巯基苯硼酸购自Sigma公司；邻苯二酚、对苯二酚、磷酸二氢钠、磷酸氢钠购自上海化学试剂公司，且为分析纯。
实施例1
1)除杂工序：先将金电极的表面在麂皮上用三氧化二铝溶液打磨抛光；用二次水洗涤干净后，将0.5mmol铁氰化钾、0.5mmol亚铁氰化钾和10.0mmol氯化钾置于1.0L水中，制得混合溶液N1，将金电极放在上述制得的混合溶液N1中用循环伏安法从-0.1V到0.4V开始扫描，扫描速度为0.1V/s，再用二次水冲洗干净后，放入无水乙醇超声1分钟，再放入二次水中超声1.0分钟；接着用二次水洗涤干净后，在氮气氛围下干燥待用；
2)活化工序：将除杂工序后的金电极放在0.5mol/L的硫酸水溶液中用循环伏安法从-0.3V到1.55V开始扫描，扫描速度为0.1V/s，扫描30圈；扫描结束后用二次水冲洗电极并干燥后待用；
3)电镀工序：将3.0mmol硝酸银、20.0mmol硝酸钾和5.0mmol聚乙烯吡咯烷酮置于1.0L水中，制得混合溶液N2，将活化工序后的金电极置于上述制得的的混合溶液N2中在-0.40V恒电位进行电化学沉积80.0s，二次水洗涤后于25.0℃下干燥15.0min待用；
4)自组装工序：将电镀工序后的金电极放入浓度为0.5mg/mL的巯基苯硼酸溶液(其中巯基苯硼酸溶液的溶剂为四氢呋喃和丙酮的混合溶液，且四氢呋喃和丙酮的体积比为10：1)中自组装12.0小时，然后取出用二次水清洗并在25.0℃下干燥15.0min，得到基于银纳米粒子的电化学传感器A1。(将制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1进行扫描电镜检测，检测结果如图3和图4所示，图3是放大倍数是70000倍的结果，图4是放大倍数是20000倍的结果；由图3和4可知，电化学传感器的表面沉积有一层呈树枝状的银纳米颗粒。)
实施例2
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，步骤3)中所述电化学沉积时间为60.0s，步骤4)中巯基苯硼酸溶液的浓度为0.1mg/mL，自组装时间为18.0h，得到基于银纳米粒子的电化学传感器A2。(将制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A2进行扫描电镜检测，其表面沉积有一层呈树枝状的银纳米颗粒。)
实施例3
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，步骤3)中所述电化学沉积时间为100.0s，步骤4)中巯基苯硼酸溶液的浓度为1.0mg/mL，自组装时间为24.0h，得到基于银纳米粒子的电化学传感器A3。(将制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A3进行扫描电镜检测，其表面沉积有一层呈树枝状的银纳米颗粒。)
验证例
1)将5.0mmol铁氰化钾和5.0mmol亚铁氰化钾置于1.0L水中混合后，再加入100.0mmol氯化钾，制得电解质溶液；
2)将未处理的金电极、实施例1中步骤3)制得的电镀后的金电极和实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1依次浸入步骤1)中制得的电解质溶液中后进行电化学阻抗检测，得到的结果如图5所示。(其中，a为未处理的金电极，b为电镀后的金电极，c为电化学传感器A1，通过图5可以看出，随着金电极电镀以及自组装过程，金电极的电化学阻抗半圆半径逐渐增大，说明金电极电镀上银纳米颗粒和自组装上巯基苯硼酸后，由于巯基苯硼酸不导电使得金电极的电子传递阻力逐渐增大，导电性降低，从而说明电化学传感器的构建是成功的。)
应用例1
1)配制浓度为20.0mmol/L且pH为8.5的磷酸缓冲溶液，再加入甲胎蛋白使其浓度为1.0μmol/L；
2)将实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1浸入上述制得的甲胎蛋白溶液中；
3)以循环伏安法进行检测，且扫描电位为-0.20V到0.7V。得到的结果如图6中的c曲线所示。(通过图6可以看出，未处理的金电极的氧化还原电位不明显，说明未处理的金电极的电化学活性很差，而电镀后的金电极和电化学传感器有一对明显的氧化还原电位，从而说明电镀后的金电极和电化学传感器具有优异的电化学活性。且电化学传感器的氧化还原峰高度明显高于电镀后的金电极，说明电化学传感器对甲胎蛋白有更加优异的电化学响应。)
应用例2
1)配制浓度为100.0mmol/L且pH为8.5的磷酸缓冲溶液；
2)将实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1浸入上述制得的磷酸缓冲溶液中；
3)向上述磷酸缓冲溶液中加入浓度为0.1mol/L邻苯二酚至邻苯二酚的浓度为1.0μmol/L；
4)以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V。得到的结果如图7中的c曲线所示。(通过图7可以看出，相对于a，b中电化学传感器的氧化峰电流没有明显变化，c中电化学传感器的氧化峰电流明显降低，从而说明电化学传感器对顺式二羟基化合物有明显的电化学响应，进而使得其对于具有顺式二羟基结构的甲胎蛋白具有良好的电化学响应。)
应用例3
1)配制浓度为100.0mmol/L且pH为8.5的磷酸缓冲溶液；
2)将实施例1中制得的基于银纳米粒子的电化学传感器A1浸入上述制得的磷酸缓冲溶液中；
3)向上述磷酸缓冲溶液中加入浓度为0.1mol/L甲胎蛋白至甲胎蛋白的浓度为0.1μg/mL；
4)以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V。得到的结果如图8中的d曲线所示。(通过图8可以看出，相对于a，b，c中氧化峰电流没有明显变化，d中氧化峰电流明显降低，从而说明该电化学传感器对甲胎蛋白有灵敏的电化学响应，电化学传感器对牛血红蛋白和色氨酸没有电化学响应。)
应用例4
1)配制21份浓度为100.0mmol/L且pH为8.5的磷酸盐缓冲溶液；
2)向步骤1)中制得的磷酸盐缓冲溶液中分别加入甲胎蛋白至甲胎蛋白标准溶液的浓度分别为20.0ng/mL、50.0ng/mL、100.0ng/mL、250.0ng/mL、500.0ng/mL、1.0×103ng/mL、5.0×103ng/mL、1.5×104ng/mL、3.0×104ng/mL、4.5×104ng/mL、6.0×104ng/mL、7.5×104ng/mL、9.0×104ng/mL、1.2×105ng/mL、1.5×105ng/mL、2.0×105ng/mL、3.0×105ng/mL、4.0×105ng/mL、5.0×105ng/mL、6.0×105ng/mL、7.0×105ng/mL；
3)将步骤2)中制得的甲胎蛋白标准溶液以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V，分别检测得出其电流峰值，并制得电流峰值与甲胎蛋白溶液浓度的标准曲线方程为：I(μA)＝-8.646×10-8C+9.469×10-5，其中，I为电流峰值，单位为μA，C为甲胎蛋白的浓度，单位为ng/mL；
4)将1mmol人体血清样本X1置于10.0mL浓度为100.0mmol/L且pH为8.5的磷酸缓冲溶液中，配制成浓度为0.1mmol/mL的人体血清Y1；
5)以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V，得到其电流峰值为9.258×10-5μA，根据步骤3)中公式计算得出甲胎蛋白的浓度，得到的结果如表1所示；
6)向步骤4)中制得的人体血清Y1中加入100.0ng/mL的甲胎蛋白，以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V，得到其电流峰值为8.395×10-5μA，根据步骤3)中公式计算得出甲胎蛋白的浓度，得到的结果如表1所示。
应用例5
1)将1.0mmol人体血清样本X2置于10.0mL浓度为100.0mmol/L且pH为8.5的磷酸缓冲溶液中，配制成浓度为0.1mmol/mL的人体血清Y2；
2)以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V，得到其电流峰值为9.233×10-5μA，根据上述公式计算得出甲胎蛋白的浓度，得到的结果如表1所示；
3)向步骤1)中制得的人体血清Y1中加入100.0ng/mL的甲胎蛋白，以示差脉冲伏安法进行检测，扫描电位为0.0-0.6V，得到其电流峰值为8.362×10-5μA，根据上述公式计算得出甲胎蛋白的浓度，得到的结果如表1所示。
应用例6
按照应用例5的操作方法进行操作，不同的是，步骤1)中将人体血清样本X2替换成人体血清样本X3，制得人体血清Y3，其中，步骤2)中电流峰值为9.219×10-5μA，步骤3)中电流峰值为8.361×10-5μA，得到的甲胎蛋白浓度结果如表1所示。
对比例1
按照应用例1的方法进行操作，不同的是，步骤2)中用未处理的金电极代替电化学传感器A1，得到的结果如图6中的a曲线所示。
对比例2
按照应用例1的方法进行操作，不同的是，步骤2)中用实施例1中步骤3)制得的电镀后的金电极代替电化学传感器A1，得到的结果如图6中的b曲线所示。
对比例3
按照应用例2的方法进行操作，不同的是，不经过步骤3)，得到的结果如图7中的a曲线所示。
对比例4
按照应用例2的方法进行操作，不同的是，将邻苯二酚替换为对苯二酚，得到的结果如图7中的b曲线所示。
对比例5
按照应用例3的方法进行操作，不同的是，不经过步骤3)，得到的结果如图8中的a曲线所示。
对比例6
按照应用例3的方法进行操作，不同的是，将甲胎蛋白替换为牛血红蛋白，得到的结果如图8中的b曲线所示。
对比例7
按照应用例3的方法进行操作，不同的是，将甲胎蛋白替换为色氨酸，得到的结果如图8中的c曲线所示。
表1
通过表1可以看出，通过本发明制得的电化学传感器在实际检测时能对甲胎蛋白很好地进行定量检测。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于银纳米粒子的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)活化：将金电极置于硫酸溶液中，采用循环伏安法制得活化后的金电极；
2)电镀：将步骤1)中制得的活化后的金电极置于溶液M1中进行电镀，制得电镀后的金电极；
3)自组装：将步骤2)中制得的电镀后的金电极与巯基苯硼酸溶液混合，制得电化学传感器；其中，
步骤2)中的溶液M1中的溶质至少包括硝酸银。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中所述硫酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L；
优选地，所述硫酸溶液的浓度为0.4-0.6mol/L；
优选地，步骤1)中所述循环伏安法的条件为：扫描电位为-0.3～1.55V，扫描速度为0.05-0.15V/s，扫描圈数为25-35圈。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2)中还包括硝酸钾和/或聚乙烯吡咯烷酮；且以1L的所述溶液M1为基准，所述硝酸银的含量为0.5-2.0mmol，所述硝酸钾的含量为5.0-20.0mmol，所述聚乙烯吡咯烷酮的含量为5.0-50.0mmol；
优选地，步骤2)中电镀过程的恒电位为-0.6～-0.2V，电镀时间为40.0-120.0s。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3)中所述巯基苯硼酸溶液的浓度为0.1-1.0mg/mL；
优选地，所述巯基苯硼酸溶液的溶剂为四氢呋喃和丙酮，且相对于1体积份的所述四氢呋喃，所述丙酮的含量为0.1-10.0体积份。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3)中的反应温度为20.0-27.0℃，反应时间为2.0-24.0h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中还包括在将金电极置于硫酸溶液之前对金电极进行预处理；
优选地，所述预处理过程包括：对所述金电极表面杂质进行清理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述杂质的清理过程包括：在三氧化二铝的水溶液存在的条件下，将所述金电极在麂皮上进行打磨抛光，并将打磨抛光后的金电极置于电极打磨液中采用循环伏安法进行扫描，再分别用乙醇和水进行超声清洗，制得预处理后的金电极；
优选地，所述三氧化二铝的浓度为0.05-0.5mol/L；
优选地，所述电极打磨液的溶质选自铁氰化钾、亚铁氰化钾和氯化钾中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，以1L的所述电极打磨液为基准，所述铁氰化钾的含量为0.1-1.0mmol，所述亚铁氰化钾的含量为0.1-1.0mmol，所述氯化钾的含量为5.0-50.0mmol；
优选地，所述超声清洗过程的清洗时间为0.5-3.0min；
优选地，所述杂质的清理过程中的循环伏安法的条件为：扫描电位为-0.4～0.4V，扫描速度为0.05-0.15V/s，扫描圈数为1-2圈。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器。
10.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据权利要求9所述的基于银纳米粒子的电化学传感器在检测甲胎蛋白中的应用；
优选地，所述应用方法包括：将需要检测的物质置于磷酸盐缓冲溶液中，制得待测样品，而后使用根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的基于银纳米粒子的电化学传感器或根据权利要求9所述的基于银纳米粒子的电化学传感器对待测样品进行检测；
优选地，所述磷酸盐缓冲溶液的溶质选自磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和氯化钾中的一种或多种；
优选地，所述磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.05-0.1mol/mL，pH值为8.0-9.0。
CN201610069280.0A 2016-01-28 2016-01-28 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用 Pending CN105738433A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610069280.0A CN105738433A (zh) 2016-01-28 2016-01-28 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610069280.0A CN105738433A (zh) 2016-01-28 2016-01-28 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105738433A true CN105738433A (zh) 2016-07-06

Family

ID=56242112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610069280.0A Pending CN105738433A (zh) 2016-01-28 2016-01-28 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105738433A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568828A (zh) * 2016-10-26 2017-04-19 华南农业大学 一种基于dna功能化纳米复合材料的电化学免疫传感器
CN106596676A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 安阳师范学院 一种用于microRNAs检测的电化学方法
CN108254366A (zh) * 2017-09-19 2018-07-06 中国科学院海洋研究所 一种基于苯硼酸功能化的银纳米粒子检测微生物的方法
CN108362815A (zh) * 2018-01-08 2018-08-03 哈尔滨理工大学 一种新型的l-色氨酸电化学传感器
CN110646385A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 安徽师范大学 基于上转换发光全内反射单颗粒成像装置以及成像方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104614417A (zh) * 2014-02-17 2015-05-13 安阳师范学院 一种用于糖蛋白检测的电化学方法
WO2015152520A1 (ko) * 2014-04-02 2015-10-08 엘지전자 주식회사 전극 및 상기 전극을 이용한 분석물질 검출방법
KR20150126476A (ko) * 2014-05-02 2015-11-12 광운대학교 산학협력단 전기화학적 활성을 나타내는 나노입자를 이용한 당화혈색소 측정용 바이오센서
CN105136888A (zh) * 2015-08-07 2015-12-09 南京理工大学 一种基于石墨烯衍生物的葡萄糖氧化酶电极及其制备方法
CN105223248A (zh) * 2015-09-21 2016-01-06 安徽师范大学 基于苯硼酸印迹聚合物/碳纳米管修饰电极及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104614417A (zh) * 2014-02-17 2015-05-13 安阳师范学院 一种用于糖蛋白检测的电化学方法
WO2015152520A1 (ko) * 2014-04-02 2015-10-08 엘지전자 주식회사 전극 및 상기 전극을 이용한 분석물질 검출방법
KR20150126476A (ko) * 2014-05-02 2015-11-12 광운대학교 산학협력단 전기화학적 활성을 나타내는 나노입자를 이용한 당화혈색소 측정용 바이오센서
CN105136888A (zh) * 2015-08-07 2015-12-09 南京理工大学 一种基于石墨烯衍生物的葡萄糖氧化酶电极及其制备方法
CN105223248A (zh) * 2015-09-21 2016-01-06 安徽师范大学 基于苯硼酸印迹聚合物/碳纳米管修饰电极及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BENZHI LIU 等: "Electrodeposition of Dendritic Silver Nanostructures and Their Application as Hydrogen Peroxide Sensor", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE》 *
DONGDONG SHEN 等: "A sensor for glycoproteins based on dendritic gold nanoparticles electrodeposited on a gold electrode and modified with a phenylboronic acid", 《JOURNAL OF SOLID STATE ELECTROCHEMISTRY》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568828A (zh) * 2016-10-26 2017-04-19 华南农业大学 一种基于dna功能化纳米复合材料的电化学免疫传感器
CN106568828B (zh) * 2016-10-26 2019-04-09 华南农业大学 一种基于dna功能化纳米复合材料的电化学免疫传感器
CN106596676A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 安阳师范学院 一种用于microRNAs检测的电化学方法
CN108254366A (zh) * 2017-09-19 2018-07-06 中国科学院海洋研究所 一种基于苯硼酸功能化的银纳米粒子检测微生物的方法
CN108254366B (zh) * 2017-09-19 2020-08-25 中国科学院海洋研究所 一种基于苯硼酸功能化的银纳米粒子检测微生物的方法
CN108362815A (zh) * 2018-01-08 2018-08-03 哈尔滨理工大学 一种新型的l-色氨酸电化学传感器
CN108362815B (zh) * 2018-01-08 2020-11-06 哈尔滨理工大学 一种新型的l-色氨酸电化学传感器
CN110646385A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 安徽师范大学 基于上转换发光全内反射单颗粒成像装置以及成像方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105738433A (zh) 基于银纳米粒子的电化学传感器及其制备方法和应用
CN105717174B (zh) 改性氧化石墨烯复合修饰电极在检测水体中痕量重金属离子的电化学检测方法
JPS61274252A (ja) 生体電気化学用電極およびその製造法並びに使用法
CN110389162B (zh) 金掺杂氮化碳复合材料及其制备方法、甲基汞的检测方法
Yang et al. A molecularly imprinted electrochemiluminescence sensor based on the mimetic enzyme catalytic effect for ultra-trace Ni 2+ determination
CN102914570A (zh) 基于纳米金和硫堇信号放大检测谷胱甘肽的方法
CN104122309A (zh) 一种环糊精-Cu@Ag电化学免疫传感器的制备及应用
CN108802390B (zh) 一种基于石墨烯-金-钯纳米复合材料的胰腺癌肿瘤标志物免疫传感器的制备
CN111004836B (zh) 双向放大的比率型电化学适体传感器及其应用
CN103439319B (zh) 碳纳米粒子修饰电极电化学发光测定博来霉素的方法
CN108693231A (zh) 一种检测癌胚抗原的电化学生物传感器及其制备方法
CN105044179A (zh) 一种检测肿瘤标志物的三维石墨烯修饰电极及其制备方法
CN109100400B (zh) 用于检测刀豆蛋白a的传感器及其制备方法和应用
CN110907513B (zh) 干细胞的电化学检测方法
CN108414596B (zh) 微电极生物传感器及其在检测端粒酶中的应用
CN106018532B (zh) 氧化石墨烯与植酸修饰电极的制备及组装的电化学检测装置
CN110702758B (zh) 一种增强鳞状细胞癌抗原在电化学发光检测时的发光强度的方法
CN110554074B (zh) 检测内源性h2s的电化学传感器的构建方法及其应用
CN112129820A (zh) 一种her2检测的特异性电化学传感器的构建方法及其应用
Wang et al. An electrochemiluminescence biosensor for dopamine based on the recognition of fullerene-derivative and the quenching of cuprous oxide nanocrystals
CN110702760A (zh) 一种检测铀酰离子的纳米金-dna网状结构电化学生物传感器及其制备方法和应用
CN110658245A (zh) 一种可应用于电化学手性识别的谷胱甘肽-双纳米金属粒子复合材料修饰电极的制备方法
CN112362706B (zh) 一种检测基质金属蛋白酶的电化学传感器及检测方法
CN107643332B (zh) 一种金复合电极及其制备方法和应用
CN103267782A (zh) 检测博来霉素的生物电化学传感器、其制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160706