CN108802133B - 一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法及应用,属于新型纳米功能材料、免疫分析和生物传感器领域。其制备三维多孔二硫化钼负载金纳米粒子h‑MoS2/Au NPs作为基底材料修饰裸玻碳电极,提高肿瘤标志物捕获抗体的固载量,并有效加速电极表面的电子传递速率;制备正八面体氧化亚铜/二氧化钛核壳结构负载介孔铂铜纳米粒子Cu2O@TiO2/PtCu复合纳米材料固载检测抗体,并利用其对双氧水H2O2的优异电化学催化性能制得了简单、快速、灵敏的夹心型电化学免疫传感器,用于胃癌相关肿瘤标志物的检测。
Description
技术领域
本发明属于纳米功能材料、免疫分析以及生物传感技术领域,具体涉及一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法及应用。
背景技术
胃癌已是我国常见的恶性肿瘤之一,中国每年新增胃癌病例为40.5万人,占世界新增病例的42.5%,发病率居消化系统肿瘤之首;专家介绍到:胃癌是可防可治的,只要早期发现、早期治疗,治愈率可达90%;因此早期诊断对胃癌的预防和治疗具有重要的临床意义。CA72-4是目前诊断胃癌的最佳肿瘤标志物之一,对胃癌具有较高的特异性,其敏感性可达28~80%,对胃癌的早期诊断具有重要意义。目前,对于肿瘤标志物的检测方法很多,如放射免疫分析法、免疫放射分析法、化学免疫发光分析法、时间分辨荧光免疫分析法等,但多数检测方法繁琐,操作复杂,费用昂贵,检出限高,因此,建立一种快速、简便、灵敏的检测方法有重要意义。
夹心型电化学免疫传感器将高特异性的免疫分析技术和高灵敏的电化学分析技术相结合,具有灵敏度高、制备简单、检测快速、成本低等优点,在临床检验、环境监测、食品安全控制、生物监测等领域都有重要的应用价值。而构建电化学免疫传感器的关键有两点:其一是采用简单、快速、有效的方法将抗原抗体等生物分子固定在电极表面;其二是开发传感器的信号放大技术。
三维多孔二硫化钼/金纳米粒子复合材料(h-MoS2/Au NPs)具有大的比表面积和良好的生物相容性,可以显著提高捕获抗体Ab1的固载量,并有效加速电极界面的电子传递速度;新颖复合纳米材料Cu2O@TiO2/PtCu利用各组分协同作用对H2O2的良好电催化作用,实现多重信号放大,实现对胃癌肿瘤标志物的灵敏检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备简单、灵敏度高、特异性强、检测快速的可用于胃癌相关肿瘤标志物检测的夹心型电化学免疫传感器的制备方法,所制备的传感器可用于胃癌肿瘤标志物的快速、灵敏检测等应用。基于此目的,本发明先采用一锅法制备出多孔二硫化钼/金纳米粒子复合材料h-MoS2/Au NPs对裸玻碳电极进行修饰,有效提高了电极的有效比表面积,增大了抗体的负载量;并且极大增强了电极界面的电子响应速度和对测试底液的电催化信号强度等性能;然后利用Cu2O@TiO2/PtCu固定胃癌肿瘤标志物检测抗体;进而通过Cu2O@TiO2/PtCu对H2O2的良好电催化作用以及良好的生物相容性用于固载检测抗体,构建夹心型免疫传感器,实现对胃癌肿瘤标志物的灵敏检测。
本发明的技术方案如下:
1. 一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1) 制备h-MoS2/Au NPs
取20~24 mg的(NH4)2MoS4和2 mL、质量分数为1% 的HAuCl4·4H2O混合溶解在20 mL的超纯水中,超声10 min;随后,加入100 µL的水合肼溶液,超声30 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到50mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至180~220 ℃,反应8~12 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2~4次;产物再次溶解在3 mL超纯水中,冻干机干燥,制得h-MoS2/Au NPs;
(2) 制备Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液
将8~12 mL、2.0 mol/L的NaOH溶液逐滴加入到含3.33 g聚乙烯吡咯烷酮的100mL、0.01 mol/L的CuCl2溶液中,充分搅拌0.5 h;继续将8~12 mL、0.6 mol/L的抗坏血酸溶液逐滴加入到上述混合液中,55 ℃下充分搅拌2~4 h;离心分离,所得沉淀用超纯水和无水乙醇依次洗涤三次;室温下真空干燥12 h,制得Cu2O正八面体;
取23~27 mg的Cu2O正八面体溶解于65 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;将0.9~1.1 mL、0.02 mol/L的TiF4水溶液缓慢逐滴加入到Cu2O悬浮液中,充分搅拌1 h,使混合液均匀分散;将混合液转移到100 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至160~200 ℃,反应0.5h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2~4次;60 ℃真空干燥,制得Cu2O@TiO2正八面体纳米晶体;
将80 ~120 mg的Cu2O@TiO2加入到8~12 mL的无水乙醇中,加入0.1~0.2 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,70 ℃回流1.5 ~ 2.5 h,离心分离,超纯水洗涤,80 ℃干燥12 h,得到Cu2O@TiO2-NH2;
取0.3~0.5 g精氨酸和1.0~1.2 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在45 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;磁力搅拌下,将3.5~4.0mL、0.05 mol/L的H2PtCl6·4H2O和1.0~1.5mL、0.05 mol/L的CuCl2溶液混合加入到上述混合溶液中,超声20 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜中,加热至180~220 ℃,反应1.5~2.5 h;冷却至室温,得到介孔PtCu合金纳米粒子溶液;
将8~12 mg 的Cu2O@TiO2-NH2加入到30 mL的介孔PtCu合金纳米粒子溶液中,振荡12 h,离心洗涤,制得Cu2O@TiO2/PtCu;配置3 mL、2.5~3.5 mg/mL的Cu2O@TiO2/PtCu检测抗体标记物溶液,加入3 mL、100 µg/mL的肿瘤标志物检测抗体Ab2溶液,4 ℃恒温振荡培养箱中振荡孵化12 h;离心分离后,加入3 mL、pH=7.17磷酸盐缓冲溶液,得到Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液,4 ℃下保存备用;
(3) 制备夹心型电化学免疫传感器
1) 将直径为4 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨,超纯水清洗干净;
2) 将6 µL、1.0~3.0 mg/mL的h-MoS2/Au NPs溶液滴涂在电极表面,晾干,用超纯水冲洗,晾干;
3) 继续将6 µL、8~12 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体Ab1溶液滴涂到电极表面,4℃晾干;
4) 继续滴加3 µL、质量分数为0.1~1.0 %的牛血清白蛋白BSA溶液到修饰电极表面,以封闭电极表面上未结合Ab1的非特异性活性位点,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干;
5) 超纯水冲洗掉未结合的BSA后,继续滴加6 µL、10 fg/mL~200 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原标准溶液到电极表面,4 ℃晾干,超纯水冲洗;
6) 将6 µL、2.0~4.0 mg/mL的肿瘤标志物检测抗体孵化物Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2溶液滴涂到电极表面,室温下孵化30~60 min,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4℃晾干,制得一种检测胃癌肿瘤标志物的夹心型免疫传感器。
2. 所述的夹心型免疫传感器用于胃癌相关肿瘤标志物的检测:
(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,铂丝电极为辅助电极,修饰完全的玻碳电极为工作电极,在10 mL、50 mmol/L的pH 5.29~8.04磷酸盐缓冲溶液中进行测试;
(2) 用计时电流法对胃癌肿瘤标志物进行检测,输入电压为-0.4 V,取样间隔0.1s,运行时间300 s;
(3) 当背景电流趋于稳定后,每隔50 s向10 mL、50 mmol/L的pH=7.17磷酸盐缓冲溶液中注入10 μL、5 mol/L的双氧水溶液,记录电流变化;
(4) 用血清样品溶液代替胃癌肿瘤标志物抗原标准溶液,按照工作曲线绘制的方法进行检测。
3.本发明所用原材料均可在化学试剂公司或生物制药公司购买。
本发明的有益成果
(1) 本发明使用h-MoS2/Au NPs作为基底材料修饰电极,其具有大的比表面积和良好生物相容性,可以显著提高Au NPs负载量,可以显著提高捕获抗体Ab1的固载量,并且良好的导电性可以有效加速电子传递,提高反应速率,对于实现传感器的高灵敏度以及低检测限具有重要意义;
(2) 本发明合成纳米复合材料Cu2O@TiO2/PtCu作为检测抗体标记物,构建夹心型电化学免疫传感器;正八面体Cu2O具有良好的导电性能和电催化性能;以Cu2O为核,TiO2为壳可以有效改善材料界面相互作用,加速电催化进程;
(3) 本发明PtCu纳米粒子,为介孔贵金属合金纳米粒子,相比其他贵金属,具有成本低,比表面积大,活性位点多等优点;
(4) 利用纳米复合材料Cu2O@TiO2/PtCu纳米粒子直接与肿瘤标志物检测抗体结合,构建无酶免疫传感器,避免因酶的失活或泄露引起检测误差;同时利用复合材料中各组分协同辅助作用,显著增强对过氧化氢的电催化响应速度和重现性,实现多重信号放大,极大提高了电化学传感器的检测灵敏度,具有重要的科学意义和应用价值;
(5) 本发明制备的夹心型电化学免疫传感器对胃癌肿瘤标志物糖类抗原 CA72-4的检测范围为20 fg/mL~80 ng/mL,检测限为7.8 fg/mL。
具体实施方式
现将本发明通过具体实施方式进一步说明,但不限于此。
实施例1
1. 一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1) 制备h-MoS2/Au NPs
取20 mg的(NH4)2MoS4和2 mL、质量分数为1% 的HAuCl4·4H2O混合溶解在20 mL的超纯水中,超声10 min;随后,加入100 µL的水合肼溶液,超声30 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到50 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至180 ℃,反应8 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2次;产物再次溶解在3 mL超纯水中,冻干机干燥,制得h-MoS2/AuNPs;
(2) 制备Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液
将8 mL、2.0 mol/L的NaOH溶液逐滴加入到含3.33 g聚乙烯吡咯烷酮的100 mL、0.01 mol/L的CuCl2溶液中,充分搅拌0.5 h;继续将8 mL、0.6 mol/L的抗坏血酸溶液逐滴加入到上述混合液中,55℃下充分搅拌2 h;离心分离,所得沉淀用超纯水和无水乙醇依次洗涤三次;室温下真空干燥12 h,制得Cu2O正八面体;
取23 mg的Cu2O正八面体溶解于65 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;将0.9mL、0.02 mol/L的TiF4水溶液缓慢逐滴加入到Cu2O悬浮液中,充分搅拌1 h,使混合液均匀分散;将混合液转移到100 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至160 ℃,反应0.5 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2次;60 ℃真空干燥,制得Cu2O@TiO2正八面体纳米晶体;
将80 mg的Cu2O@TiO2加入到8 mL的无水乙醇中,加入0.1 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,70 ℃回流1.5 h,离心分离,超纯水洗涤,80 ℃干燥12 h,得到Cu2O@TiO2-NH2;
取0.3 g精氨酸和1.0 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在45 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;磁力搅拌下,将3.5 mL、0.05 mol/L的H2PtCl6·4H2O和1.0 mL、0.05 mol/L的CuCl2溶液混合加入到上述混合溶液中,超声20 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜中,加热至180 ℃,反应1.5 h;冷却至室温,得到介孔PtCu合金纳米粒子溶液;
将8 mg 的Cu2O@TiO2-NH2加入到30 mL的介孔PtCu合金纳米粒子溶液中,振荡12h,离心洗涤,制得Cu2O@TiO2/PtCu;配置3 mL、2.5 mg/mL的Cu2O@TiO2/PtCu检测抗体标记物溶液,加入3 mL、100 µg/mL的肿瘤标志物检测抗体Ab2溶液,4 ℃恒温振荡培养箱中振荡孵化12 h;离心分离后,加入3 mL、pH=7.17磷酸盐缓冲溶液,得到Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液,4 ℃下保存备用;
(3) 制备夹心型电化学免疫传感器
1) 将直径为4 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨,超纯水清洗干净;
2) 将6 µL、1.0~3.0 mg/mL的h-MoS2/Au NPs溶液滴涂在电极表面,晾干,用超纯水冲洗,晾干;
3) 继续将6 µL、8 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体Ab1溶液滴涂到电极表面,4 ℃晾干;
4) 继续滴加3 µL、质量分数为0.1 %的牛血清白蛋白BSA溶液到修饰电极表面,以封闭电极表面上未结合Ab1的非特异性活性位点,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干;
5) 超纯水冲洗掉未结合的BSA后,继续滴加6 µL、10 fg/mL~200 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原标准溶液到电极表面,4 ℃晾干,超纯水冲洗;
6) 将6 µL、2.0~4.0 mg/mL的肿瘤标志物检测抗体孵化物Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2溶液滴涂到电极表面,室温下孵化30 min,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干,制得一种检测胃癌肿瘤标志物的夹心型免疫传感器。
2. 所述的夹心型免疫传感器用于胃癌相关肿瘤标志物的检测:
(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,铂丝电极为辅助电极,修饰完全的玻碳电极为工作电极,在10 mL、50 mmol/L的pH 5.29~8.04磷酸盐缓冲溶液中进行测试;
(2) 用计时电流法对胃癌肿瘤标志物进行检测,输入电压为-0.4 V,取样间隔0.1s,运行时间300 s;
(3) 当背景电流趋于稳定后,每隔50 s向10 mL、50 mmol/L的pH=7.17磷酸盐缓冲溶液中注入10 μL、5 mol/L的双氧水溶液,记录电流变化;
(4) 用血清样品溶液代替胃癌肿瘤标志物抗原标准溶液,按照工作曲线绘制的方法进行检测。
实施例2
1. 一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1) 制备h-MoS2/Au NPs
取22 mg的(NH4)2MoS4和2mL、质量分数为1% 的HAuCl4·4H2O混合溶解在20 mL的超纯水中,超声10 min;随后,加入100 µL的水合肼溶液,超声30 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到50 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至200 ℃,反应10 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤3次;产物再次溶解在3 mL超纯水中,冻干机干燥,制得h-MoS2/AuNPs;
(2) 制备Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液
将10 mL、2.0 mol/L的NaOH溶液逐滴加入到含3.33 g聚乙烯吡咯烷酮的100 mL、0.01 mol/L的CuCl2溶液中,充分搅拌0.5 h;继续将10 mL、0.6 mol/L的抗坏血酸溶液逐滴加入到上述混合液中,55 ℃下充分搅拌3 h;离心分离,所得沉淀用超纯水和无水乙醇依次洗涤三次;室温下真空干燥12 h,制得Cu2O正八面体;
取25 mg的Cu2O正八面体溶解于65 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;将1.0mL、0.02 mol/L的TiF4水溶液缓慢逐滴加入到Cu2O悬浮液中,充分搅拌1 h,使混合液均匀分散;将混合液转移到100 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至180 ℃,反应0.5 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤3次;60 ℃真空干燥,制得Cu2O@TiO2正八面体纳米晶体;
将100 mg的Cu2O@TiO2加入到10 mL的无水乙醇中,加入0.15 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,70 ℃回流2.0 h,离心分离,超纯水洗涤,80 ℃干燥12 h,得到Cu2O@TiO2-NH2;
取0.4 g精氨酸和1.1 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在45 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;磁力搅拌下,将3.75 mL、0.05 mol/L的H2PtCl6·4H2O和1.25 mL、0.05 mol/L的CuCl2溶液混合加入到上述混合溶液中,超声20 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜中,加热至200 ℃,反应2.0 h;冷却至室温,得到介孔PtCu合金纳米粒子溶液;
将10 mg 的Cu2O@TiO2-NH2加入到30 mL的介孔PtCu合金纳米粒子溶液中,振荡12h,离心洗涤,制得Cu2O@TiO2/PtCu;配置3 mL、3.0 mg/mL的Cu2O@TiO2/PtCu检测抗体标记物溶液,加入3 mL、100 µg/mL的肿瘤标志物检测抗体Ab2溶液,4 ℃恒温振荡培养箱中振荡孵化12 h;离心分离后,加入3 mL、pH=7.17磷酸盐缓冲溶液,得到Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液,4 ℃下保存备用;
(3) 制备夹心型电化学免疫传感器
1) 将直径为4 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨,超纯水清洗干净;
2) 将6 µL、1.0~3.0 mg/mL的h-MoS2/Au NPs溶液滴涂在电极表面,晾干,用超纯水冲洗,晾干;
3) 继续将6 µL、10 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体Ab1溶液滴涂到电极表面,4 ℃晾干;
4) 继续滴加3 µL、质量分数为0.5 %的牛血清白蛋白BSA溶液到修饰电极表面,以封闭电极表面上未结合Ab1的非特异性活性位点,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干;
5) 超纯水冲洗掉未结合的BSA后,继续滴加6 µL、10 fg/mL~200 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原标准溶液到电极表面,4 ℃晾干,超纯水冲洗;
6) 将6 µL、2.0~4.0 mg/mL的肿瘤标志物检测抗体孵化物Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2溶液滴涂到电极表面,室温下孵化45 min,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干,制得一种检测胃癌肿瘤标志物的夹心型免疫传感器。
2. 所述的夹心型免疫传感器用于胃癌相关肿瘤标志物的检测:
(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,铂丝电极为辅助电极,修饰完全的玻碳电极为工作电极,在10 mL、50 mmol/L的pH 5.29 ~ 8.04磷酸盐缓冲溶液中进行测试;
(2) 用计时电流法对胃癌肿瘤标志物进行检测,输入电压为-0.4 V,取样间隔0.1s,运行时间300 s;
(3) 当背景电流趋于稳定后,每隔50 s向10 mL、50 mmol/L的pH=7.17磷酸盐缓冲溶液中注入10 μL、5 mol/L的双氧水溶液,记录电流变化;
(4) 用血清样品溶液代替胃癌肿瘤标志物抗原标准溶液,按照工作曲线绘制的方法进行检测。
实施例3
1. 一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1) 制备h-MoS2/Au NPs
取24 mg的(NH4)2MoS4和2mL、质量分数为1% 的HAuCl4·4H2O混合溶解在20 mL的超纯水中,超声10 min;随后,加入100 µL的水合肼溶液,超声30 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到50 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至220 ℃,反应12 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤4次;产物再次溶解在3 mL超纯水中,冻干机干燥,制得h-MoS2/AuNPs;
(2) 制备Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液
将12 mL、2.0 mol/L的NaOH溶液逐滴加入到含3.33 g聚乙烯吡咯烷酮的100 mL、0.01 mol/L的CuCl2溶液中,充分搅拌0.5 h;继续将12 mL、0.6 mol/L的抗坏血酸溶液逐滴加入到上述混合液中,55 ℃下充分搅拌4 h;离心分离,所得沉淀用超纯水和无水乙醇依次洗涤三次;室温下真空干燥12 h,制得Cu2O正八面体;
取27 mg的Cu2O正八面体溶解于65 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;将1.1mL、0.02 mol/L的TiF4水溶液缓慢逐滴加入到Cu2O悬浮液中,充分搅拌1h,使混合液均匀分散;将混合液转移到100 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至200℃,反应0.5 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤4次;60 ℃真空干燥,制得Cu2O@TiO2正八面体纳米晶体;
将120 mg的Cu2O@TiO2加入到12 mL的无水乙醇中,加入0.2 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,70 ℃回流2.5 h,离心分离,超纯水洗涤,80 ℃干燥12h,得到Cu2O@TiO2-NH2;
取0.5 g精氨酸和1.2 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在45 mL的超纯水中,超声10min,分散均匀;磁力搅拌下,将4.0 mL、0.05 mol/L的H2PtCl6·4H2O和1.5mL、0.05 mol/L的CuCl2溶液混合加入到上述混合溶液中,超声20分钟,使混合液均匀分散;将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜中,加热至220 ℃,反应2.5 h;冷却至室温,得到介孔PtCu合金纳米粒子溶液;
将12 mg 的Cu2O@TiO2-NH2加入到30 mL的介孔PtCu合金纳米粒子溶液中,振荡12h,离心洗涤,制得Cu2O@TiO2/PtCu;配置3 mL、3.5 mg/mL的Cu2O@TiO2/PtCu检测抗体标记物溶液,加入3 mL、100 µg/mL的肿瘤标志物检测抗体Ab2溶液,4 ℃恒温振荡培养箱中振荡孵化12 h;离心分离后,加入3 mL、pH=7.17磷酸盐缓冲溶液,得到Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液,4 ℃下保存备用;
(3) 制备夹心型电化学免疫传感器
1) 将直径为4 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨,超纯水清洗干净;
2) 将6 µL、1.0~3.0 mg/mL的h-MoS2/Au NPs溶液滴涂在电极表面,晾干,用超纯水冲洗,晾干;
3) 继续将6 µL、12 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体Ab1溶液滴涂到电极表面,4 ℃晾干;
4) 继续滴加3 µL、质量分数为1.0 %的牛血清白蛋白BSA溶液到修饰电极表面,以封闭电极表面上未结合Ab1的非特异性活性位点,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干;
5) 超纯水冲洗掉未结合的BSA后,继续滴加6 µL、10 fg/mL~200 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原标准溶液到电极表面,4 ℃晾干,超纯水冲洗;
6) 将6 µL、2.0~4.0 mg/mL的肿瘤标志物检测抗体孵化物Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2溶液滴涂到电极表面,室温下孵化30~60 min,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4℃晾干,制得一种检测胃癌肿瘤标志物的夹心型免疫传感器。
2. 所述的夹心型免疫传感器用于胃癌相关肿瘤标志物的检测:
(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,铂丝电极为辅助电极,修饰完全的玻碳电极为工作电极,在10 mL、50 mmol/L的pH 5.29 ~ 8.04磷酸盐缓冲溶液中进行测试;
(2) 用计时电流法对胃癌肿瘤标志物进行检测,输入电压为-0.4 V,取样间隔0.1s,运行时间300 s;
(3) 当背景电流趋于稳定后,每隔50 s向10 mL、50 mmol/L的pH=7.17磷酸盐缓冲溶液中注入10 μL、5 mol/L的双氧水溶液,记录电流变化;
(4) 用血清样品溶液代替胃癌肿瘤标志物抗原标准溶液,按照工作曲线绘制的方法进行检测。
实施例4实施例1~3所述的夹心型免疫传感器对胃癌肿瘤标志物糖类抗原 CA72-4的检测范围为20 fg/mL~80 ng/mL,检测限为7.8 fg/mL;可以实现简单、快速、高灵敏和特异性检测。
Claims (5)
1.一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
(1) 制备h-MoS2/Au NPs
取20~24 mg的(NH4)2MoS4和2 mL、质量分数为1% 的HAuCl4·4H2O混合溶解在20 mL的超纯水中,超声10 min;随后,加入100 µL的水合肼溶液,超声30 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到50 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至180~220 ℃,反应8~12 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2~4次;产物再次溶解在3 mL超纯水中,冻干机干燥,制得h-MoS2/Au NPs;
(2) 制备Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液
将8~12 mL、2.0 mol/L的NaOH溶液逐滴加入到含3.33 g聚乙烯吡咯烷酮的100 mL、0.01 mol/L的CuCl2溶液中,充分搅拌0.5 h;继续将8~12 mL、0.6 mol/L的抗坏血酸溶液逐滴加入到上述混合液中,55 ℃下充分搅拌2~4 h;离心分离,所得沉淀用超纯水和无水乙醇依次洗涤三次;室温下真空干燥12 h,制得Cu2O正八面体;
取23~27 mg的Cu2O正八面体溶解于65 mL的超纯水中,超声10 min,分散均匀;将0.9~1.1 mL、0.02 mol/L的TiF4水溶液缓慢逐滴加入到Cu2O悬浮液中,充分搅拌1 h,使混合液均匀分散;将混合液转移到100 mL的聚四氟乙烯反应釜中,加热至160~200 ℃,反应0.5 h;冷却至室温,超纯水和乙醇依次离心洗涤2~4次;60 ℃真空干燥,制得Cu2O@TiO2正八面体纳米晶体;
将80~120 mg的Cu2O@TiO2加入到8~12 mL的无水乙醇中,加入0.1~0.2 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,70 ℃回流1.5~2.5 h,离心分离,超纯水洗涤,80 ℃干燥12 h,得到Cu2O@TiO2-NH2;
取0.3~0.5 g精氨酸和1.0~1.2 g聚乙烯吡咯烷酮溶解在45 mL的超纯水中,超声10min,分散均匀;磁力搅拌下,将3.5~4.0 mL、0.05 mol/L的H2PtCl6·4H2O和1.0~1.5 mL、0.05 mol/L的CuCl2溶液混合加入到上述混合溶液中,超声20 min,使混合液均匀分散;将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜中,加热至180~220 ℃,反应1.5~2.5 h;冷却至室温,得到介孔PtCu合金纳米粒子溶液;
将8~12 mg 的Cu2O@TiO2-NH2加入到30 mL的介孔PtCu合金纳米粒子溶液中,振荡12 h,离心洗涤,制得Cu2O@TiO2/PtCu;配置3 mL、2.5 ~ 3.5 mg/mL的Cu2O@TiO2/PtCu检测抗体标记物溶液,加入3 mL、100 µg/mL的肿瘤标志物检测抗体Ab2溶液,4 ℃恒温振荡培养箱中振荡孵化12 h;离心分离后,加入3 mL、pH=7.17磷酸盐缓冲溶液,得到Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2检测抗体孵化物溶液,4℃下保存备用;
(3) 制备夹心型电化学免疫传感器
1) 将直径为4 mm的玻碳电极用Al2O3抛光粉打磨,超纯水清洗干净;
2) 将6 µL、1.0~3.0 mg/mL的h-MoS2/Au NPs溶液滴涂在电极表面,晾干,用超纯水冲洗,晾干;
3) 继续将6 µL、8~12 µg/mL的肿瘤标志物捕获抗体Ab1溶液滴涂到电极表面,4℃晾干;
4) 继续滴加3 µL、质量分数为0.1~1.0 %的牛血清白蛋白BSA溶液到修饰电极表面,以封闭电极表面上未结合Ab1的非特异性活性位点,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干;
5) 超纯水冲洗掉未结合的BSA后,继续滴加6 µL、10 fg/mL~200 ng/mL的一系列不同浓度的肿瘤标志物抗原标准溶液到电极表面,4 ℃晾干,超纯水冲洗;
6) 将6 µL、2.0~4.0 mg/mL的肿瘤标志物检测抗体孵化物Cu2O@TiO2/PtCu-Ab2溶液滴涂到电极表面,室温下孵化30~60 min,用pH为7.17的磷酸盐缓冲溶液冲洗电极表面,4 ℃晾干,制得一种检测胃癌肿瘤标志物的夹心型免疫传感器。
2.根据权利要求1所述的一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器的制备方法,其特征在于,所制备的基底材料h-MoS2/Au NPs采用水热法一步合成。
3.如权利要求1所述的制备方法制备的一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器,基于h-MoS2/Au NPs基底材料,基于Cu2O@TiO2/PtCu复合纳米材料固载检测抗体,作为检测胃癌肿瘤标志物的应用。
4.如权利要求1所述的制备方法制备的一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器,用于胃癌肿瘤标志物的检测,其特征在于,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,铂丝电极为辅助电极,修饰完全的玻碳电极为工作电极,在10 mL、50 mmol/L的pH 5.29 ~ 8.04磷酸盐缓冲溶液中进行测试;
(2) 用计时电流法对胃癌肿瘤标志物进行检测,输入电压为-0.4 V,取样间隔0.1 s,运行时间300 s;
(3) 当背景电流趋于稳定后,每隔50 s向10 mL、50 mmol/L的pH=7.17磷酸盐缓冲溶液中注入10 μL、5 mol/L的双氧水溶液,记录电流变化;
(4) 用血清样品溶液代替胃癌肿瘤标志物抗原标准溶液,按照工作曲线绘制的方法进行检测。
5.如权利要求1所述的制备方法制备的一种检测胃癌肿瘤标志物夹心型免疫传感器,其特征在于,所述肿瘤标志物为糖类抗原CA72-4。
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