CN105784808A - 一种TiO2-CH3NH3PbI3光电M2巨噬细胞传感器的制备及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种TiO₂‑CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备及应用，属于生物传感检测技术领域。基于TiO₂‑H₃NH₃PbI₃复合物作为信标物质，可实现对实体组织目标M2巨噬细胞的定性、定量检测，具有设备简单、成本低、易于微型化的优点。

Description

一种TiO2-CH3NH3PbI3光电M2巨噬细胞传感器的制备及应用

技术领域

本发明涉及一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备及应用，该传感器用于的生物组织M2巨噬细胞的检测，属于生物传感检测技术领域。

背景技术

企业参与科技创新，与科技界联手，实现科技成果的转化，共同为国民经济的发展做贡献，已经成为全社会的共识。验证和完善实验室科研成果，并为我国生命科学的深化研究，积聚巨量数据库和大群体样本库，搭建新的技术平台和支撑系统。鉴于此，本专利将利用TiO₂-CH₃NH₃PbI₃纳米复合材料的信号放大作用，利用体系中光致电信号的强度变化来对真实生物M2巨噬细胞经培养后抽提的M2巨噬细胞进行检测，并将所研制的光电生物传感器进一步推广到实际应用中，该方法具有成本低、灵敏度高、特异性好、检测快速等优点，而且制备过程较为简单，大大克服了目前M2巨噬细胞检测方法局限于纯生物领域的弊端，有效拓展了M2巨噬细胞检测方法的范围。

发明内容

本发明的目的之一是对M2巨噬细胞的生物特异亲和性及纳米光电复合材料TiO₂-CH₃NH₃PbI₃，制备了一种具备特异性，超灵敏的光电生物传感器；

本发明的目的之二是将该传感器用于实体组织抽提的M2巨噬细胞的检测。

本发明的技术方案如下：

1. 一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备步骤

（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃，依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极电解池；

（2）在ITO电极表面上，滴涂5~20 µL TiO₂纳米棒；

TiO₂纳米棒的制备

取4~6 g TiCl₃溶液、3~5 g NaCl加入到搅拌着的5~15 mL超纯水中，并倒入高压釜中，90~110 ℃下加热10~14 h，自然冷却到25 ℃，用超纯水、无水乙醇各洗涤3~8次，真空干燥制得TiO₂纳米棒；

（3）将CH₃NH₃PbI₃溶液涂到氧化锌纳米棒表面上，在90~110 ℃下加热10~20 min；

CH₃NH₃PbI₃溶液的制备

CH₃NH₃I沉淀用乙醚洗涤3~8次后真空干燥箱中干燥，称取0.39~0.41 g CH₃NH₃I和1.15~1.17 g PbI₂溶于2~4 mL γ-丁内脂中，60 ℃下搅拌10~24 h，制得CH₃NH₃PbI₃溶液；

CH₃NH₃I沉淀，是将20~40 mL、0.2~0.3 mol HI和25~30 mL、0.2~0.3 mol甲胺在0 ℃下边搅拌边混合，搅拌持续1~3 h，后50 ℃下旋蒸，取沉淀，制得CH₃NH₃I；

（4）继续滴涂10~20 µL、5~50 µg/mL的目标M2巨噬细胞的CD86抗体到工作电极表面，4℃冰箱中晾干，制得一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器。

2.目标M2巨噬细胞的检测检测步骤

（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，所制备的TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器为工作电极，在10~50 mL、 pH7~9的PBS，0.1 ~ 0.3 mmol/L的抗坏血酸缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对目标M2巨噬细胞标准溶液进行检测，输入电压为0.1 V，取样间隔20 s，取样时间20 s，运行时间400 s，光源选择430 nm，记录电流变化，绘制工作曲线；

（3）将待测样品代替目标M2巨噬细胞标准溶液，按照工作曲线的绘制方法进行测定。

本发明的成果：

（1）该方法不需经过预处理，电极选择性、灵敏度和重现性较好，电极响应快，测得线性范围8 ~30000 cell/mL，检测限为3 cell/mL。

（2）本发明使用TiO₂-CH₃NH₃PbI₃做为光电信标物质，CH₃NH₃PbI₃对TiO₂的掺杂大大缩短了二者之间的距离，促进了TiO₂的光电性能，增强本发明所述传感器的光电性能。

（3）本发明所检测M2巨噬细胞均从实际生物组织中提取，具有一定的实用价值。

具体实施方式：

为进一步说明，结合一下实施例具体说明：

实施例1 一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备

（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃，依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极电解池；

（2）在ITO电极表面上，滴涂5 µL TiO₂纳米棒；

（3）将CH₃NH₃PbI₃溶液涂到氧化锌纳米棒表面上，在90 ℃下加热10 min；

（4）继续滴涂10 µL、5 µg/mL的目标M2巨噬细胞的CD86抗体到工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器。

实施例2 一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备

（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃，依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极电解池；

（2）在ITO电极表面上，滴涂20 µL TiO₂纳米棒；

（3）将CH₃NH₃PbI₃溶液涂到氧化锌纳米棒表面上，在110 ℃下加热20 min；

（4）继续滴涂20 µL、50 µg/mL的目标M2巨噬细胞的CD86抗体到工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器。

实施例3 一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备

（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃，依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极电解池；

（2）在ITO电极表面上，滴涂15 µL TiO₂纳米棒；

（3）将CH₃NH₃PbI₃溶液涂到氧化锌纳米棒表面上，在100 ℃下加热15 min；

（4）继续滴涂15 µL、25 µg/mL的目标M2巨噬细胞的CD86抗体到工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器。

实施例4 TiO₂纳米棒的制备

取6 g TiCl₃溶液、5 g NaCl加入到搅拌着的15 mL超纯水中，并倒入高压釜中， 100℃下加热14 h，自然冷却到25 ℃，用超纯水、无水乙醇各洗涤5次，真空干燥制得TiO₂纳米棒。

实施例5 CH₃NH₃PbI₃溶液的制备

CH₃NH₃I沉淀用乙醚洗涤5次后真空干燥箱中干燥，称取0.397 g CH₃NH₃I和1.157 gPbI₂溶于3 mL γ-丁内脂中，60 ℃下搅拌12 h，制得CH₃NH₃PbI₃溶液；

CH₃NH₃I沉淀，是将30 mL、0.25 mol HI和27 mL、0.23 mol甲胺在0 ℃下边搅拌边混合，搅拌持续2 h，后50 ℃下旋蒸，取沉淀，制得CH₃NH₃I。

实施例6 M2巨噬细胞的检测

（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，所制备的TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器为工作电极，在25 mL、 pH为7.4的PBS，0.15 mmol/L的抗坏血酸缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对目标M2巨噬细胞标准溶液进行检测，输入电压为0.1 V，取样间隔20 s，取样时间20 s，运行时间400 s，光源选择430 nm，记录电流变化，绘制工作曲线；

（3）将待测样品代替目标M2巨噬细胞标准溶液，按照工作曲线的绘制方法进行测定；

（4）线性范围8 ~30000 cell/mL，检测限为3 cell/mL。

Claims (2)

1.一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃，依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极电解池；

（2）在ITO电极表面上，滴涂5~20 µL TiO₂纳米棒；

所述TiO₂纳米棒，制备步骤如下：

取4~6 g TiCl₃溶液、3~5 g NaCl加入到搅拌着的5~15 mL超纯水中，并倒入高压釜中，90~110 ℃下加热10~14 h，自然冷却到25 ℃，用超纯水、无水乙醇各洗涤3~8次，真空干燥制得TiO₂纳米棒；

（3）将CH₃NH₃PbI₃溶液涂到ZnO纳米棒表面上，在90~110 ℃下加热10~20 min；

所述CH₃NH₃PbI₃溶液，制备步骤如下：

CH₃NH₃I沉淀用乙醚洗涤3~8次后真空干燥箱中干燥，称取0.39~0.41 g CH₃NH₃I和1.15~1.17 g PbI₂溶于2~4 mL γ-丁内脂中，60 ℃下搅拌10~24 h，制得CH₃NH₃PbI₃溶液；

所述CH₃NH₃I沉淀，是将20~40 mL、0.2~0.3 mol HI和25~30 mL、0.2~0.3 mol甲胺在0℃下边搅拌边混合，搅拌持续1~3 h，后50 ℃下旋蒸，取沉淀，制得CH₃NH₃I；

（4）继续滴涂10~20 µL、5~50 µg/mL的目标M2巨噬细胞的CD86抗体到工作电极表面，4℃冰箱中晾干，制得一种TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器。

2.如权利要求1所述的制备方法制备的TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器，用于目标M2巨噬细胞的检测，检测步骤如下：

（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，所制备的TiO₂-CH₃NH₃PbI₃光电M2巨噬细胞传感器为工作电极，在10~50 mL、 pH7~9的PBS，0.1~0.3 mmol/L的抗坏血酸缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对目标M2巨噬细胞标准溶液进行检测，输入电压为0.1 V，取样间隔20 s，取样时间20 s，运行时间400 s，光源选择430 nm，记录电流变化，绘制工作曲线；

（3）将待测样品代替目标M2巨噬细胞标准溶液，按照工作曲线的绘制方法进行测定。