CN109060898A - 基于CeO2-CdS减弱型的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于SiO₂/PDA‑Ag纳米复合物减弱CeO₂‑CdS的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备方法。本发明以CeO₂‑CdS作为基底材料并用可见光照射来获得光电流。CdS与CeO₂能带匹配良好，使光电转换效率大大提高。SiO₂/PDA‑Ag纳米复合物具有较大的空间位阻，其次Ag纳米颗粒与基底CdS之间存在能量转移，使光电响应实现双重减弱，增加了光电响应的变化值，从而提高了该传感器的灵敏度。根据不同浓度的待测物对光电信号强度的影响不同，实现了对脑利钠肽抗原的检测。其检测限为0.05 pg/mL。

Description

基于CeO2-CdS减弱型的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备 方法

技术领域

本发明涉及基于SiO₂/PDA-Ag纳米复合物减弱CeO₂-CdS的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备方法，具体是以CeO₂-CdS作为基底材料，以SiO₂/PDA-Ag纳米复合物作为二抗标记物，制备一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

心力衰竭简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和（或）舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺淤血、腔静脉淤血。心衰并不是一个独立的疾病，而是心脏疾病发展的终末阶段。其中绝大多数的心力衰竭都是以左心衰竭开始的，即首先表现为肺循环淤血。近年来，因心衰而导致的死亡率逐年上升，严重影响了人们的生产和生活。B型尿钠肽又称脑利钠肽（BNP）作为心衰定量标志物，不仅反映左室收缩功能障碍，也反映左室舒张功能障碍、瓣膜功能障碍和右室功能障碍情况。在急性呼吸困难患者中有30 ~ 40%存在急诊医生难以确诊而影响预后，以100 pg/mL作为临界值的阴性预测值达到90 %，可以减少74 %的临床不确定性；而超过400 pg/mL提示患者存在心衰的可能性达95%。因此，构建一种快速、灵敏的检测BNP的分析方法十分重要。目前已有的BNP得检测方法有很多，如酶联免疫分析、荧光分析、电化学发光分析等等。但酶联免疫分析操作复杂繁琐；荧光分析可控性差，毒性大；化学发光免疫分析检测时间长。本发明设计了一种夹心型光电化学传感器，夹心型传感器检测灵敏，准确度高，稳定性好，本发明设计的夹心型光电化学传感器检测简单快速，稳定无毒，对BNP的检测限达到0.05 pg/mL。

CeO₂，一种典型的半导体材料，因其制备简单，带隙宽度合适，广泛应用于光催化降解中，本发明采用CeO₂作为光敏材料，其在可见光下可以产生光电流。但由于其对光的利用率不高，利用窄带隙的CdS对其进行复合修饰。硫化镉具有良好的光敏性，制作成本低，其与CeO₂具有良好的能级匹配，复合之后使光电转换效率有了极大的提高。并且，CdS水溶性好，与CeO₂复合后，增强了复合物的水溶性，有利于材料的分散，增加了材料的吸光面积进而提高了复合物的光电响应。SiO₂，一种常用的半导体纳米材料，广泛应用于电化学分析中。PDA具有良好的生物相容性和弱的还原能力，用PDA包覆的SiO₂具有更大的空间位阻，使得光电响应降低；其次，PDA的弱还原能力使Ag纳米颗粒原位还原在其表面，Ag与基底CdS之间存在能量转移，使得光电化学响应进一步减弱，增大了信号的变化值，提高了传感器的灵敏度。

光电化学传感器是基于物质的光电转换特性来确定待测物浓度的一类检测装置。光电化学检测方法具有设备简单、灵敏度高、易于微型化的特点，已经发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品、环境、医药等领域具有广阔的应用前景。CeO₂-CdS复合材料在光电化学传感器方面未见报道，本发明基于CeO₂-CdS复合材料作为基底材料，以SiO₂/PDA-Ag作为二抗标记物，根据不同浓度的待测物对光信号强度的影响不同，实现了对脑纳利肽抗原的检测。本发明制备的光电化学传感器具有制作简单、成本低、检测快速和灵敏度高等特点，实现了在可见光范围内对脑纳利肽抗原的稳定、灵敏检测，有效克服了目前对脑纳利肽抗原检测方法的不足。

发明内容

本发明的目的之一是用优异的光敏材料CdS敏化具有大比表面积且与CdS能级匹配的棒状CeO₂，所制备的CeO₂-CdS复合材料具有较好的光电响应，在可见光下具有很高的光电转换效率。

本发明的目的之二是以PDA包覆SiO₂，同时Ag纳米颗粒原位还原在PDA表面形成SiO₂/PDA-Ag NPs，利用SiO₂/PDA大的空间位阻以及Ag与CdS之间的能量转移作用，使得光电信号双重减小，增大了信号变化值，增加了传感器灵敏度。

本发明的目的之三是以CeO₂-CdS作为基底，以SiO₂/PDA-Ag NPs纳米复合物作为二抗标记物，制备了一种灵敏度高、选择性好、检测速度快的光电化学传感器，实现了在可见光下对脑利钠肽抗原的灵敏检测。

本发明的技术方案如下：

1. 基于SiO₂/PDA-Ag纳米复合物减弱CeO₂-CdS的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）二氧化铈的制备

取0.5 ~ 1.5 g硝酸铈和0.2 ~ 0.5 g尿素溶解于50 ~ 100 mL水中，于室温下搅拌20~ 50 min，之后混合溶液转入反应釜中，于100 ~ 150 °C下反应6 ~ 10 h，反应冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥；获得的粉末于350 ~ 500 °C下高温煅烧4 ~8 h；

（2）二氧化铈-硫化镉复合物的制备

取0.05 ~ 0.2 g所制备的二氧化铈溶解于20 mL水中，之后加入0.1 ~ 0.2 g乙酸镉和0.1 ~ 0.2 g 硫脲，搅拌1 ~ 2 h后，用0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH至8 ~ 12，继续搅拌2h后转入反应釜中于150 ~ 200 °C下反应10 ~ 14 h，冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次后，于40 ~ 60 °C下真空干燥10 ~ 14 h；

（3）二氧化硅的制备

60 ~ 80 mL无水乙醇与2 ~ 5 mL超纯水混合形成透明溶液，后加入5 ~ 10 mL硅酸四乙酯，继续以2 mL/min的速度加入10 ~ 30 mL、质量分数为10 % ~ 30 %的氨水，于20 ~ 50°C下搅拌 3 ~ 6 h后，离心，用无水乙醇和超纯水洗涤产品至中性，于30 ~ 50°C真空干燥10 ~ 14 h，制得二氧化硅材料；

（4）二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物的制备

将60 ~ 90 mg制得的二氧化硅和60 ~ 90 mg盐酸多巴胺溶解于20 ~ 50 mL、10mM、pH=7.0 ~ 9.0的Tris盐酸缓冲溶液中,室温下振摇20 ~ 24 h，然后用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥，得二氧化硅-聚多巴胺（PDA@SiO₂）复合材料；将质量分数为1 ~ 3%的氨水加入5 ~ 20 mg/mL的硝酸银溶液中，直至棕色沉淀溶解，得到银氨溶液；所制备的PDA@SiO₂取50 ~ 100 mg加入20 ~ 50 mL银氨溶液中，于室温下振摇10 ~ 15 h，所得产品用无水乙醇和超纯水离心洗涤3次，于20 ~ 40 °C下真空干燥6 ~ 10 h，制得二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物，即SiO₂/PDA-Ag NPs；

（5）二氧化硅-聚多巴胺-银标记的脑利钠肽二抗的制备

取1 ~ 5 mg所制备的SiO₂/PDA-Ag NPs 溶于1 ~3 mL、pH为7.0的PBS缓冲溶液后，加入100 ~ 300 μL浓度为5 ~ 20 μg/mL的脑利钠肽二抗，于10 ~ 40 °C下震荡2 ~ 5 h后，离心，用PBS缓冲溶液洗涤3次，产物溶于2mL的PBS缓冲溶液中储存备用；

（6）光电化学传感器的制备

1）将导电玻璃依次用洗衣粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；

2）取6 µL、2 ~ 6 mg/mL的二氧化铈-硫化镉复合物的水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下晾干；

3）在修饰电极表面，继续滴加体积比为1:1的10 ~ 30 mg/mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐和10 ~ 30 mg/mL N-羟基琥珀酰亚胺的混合液4 μL。超纯水冲洗电极表面，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

4）滴加6 µL、5 ~ 20 μg/mL的脑利钠肽捕获抗体，超纯水清洗，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

5）滴加3 µL、用PBS缓冲溶液配制的质量分数为1 ~ 3%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；

6）滴加6 µL、0.01 pg/mL ~ 5 ng/mL用PBS缓冲溶液配制的脑利钠肽抗原，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中自然晾干；

7）滴加6 µL、5 ~ 20μg/mL带有SiO₂/PDA-Ag NPs标记的脑利钠肽检测抗体，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器。

2.光电化学传感器的检测方法如下：

（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，制备的ITO修饰传感器为工作电极，在含有0.01 ~ 0.5 mol/L的抗坏血酸的pH为5.0 ~ 8.0的PBS缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对用PBS缓冲溶液依次稀释配制的前列腺特异性抗原标准溶液进行检测，设置电压为-0.1 ~ 0.1 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 450 nm；

（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；

（4）将待测的脑利钠肽抗原样品溶液代替脑利钠肽抗原标准溶液进行检测。

本传感器对脑利钠肽抗原的检测线性范围为0.1 pg/mL ~ 5 ng/mL，检测限为0.05 pg/mL。

合成材料所需要的化学试剂均为为当地试剂店购得，没有经过再处理。

本发明的有益成果

（1）本发明成功合成了具有高光电转换效率的CeO₂-CdS新型复合材料，解决了单纯CeO₂和单纯CdS光电转换效率低的问题。

（2）棒状CeO₂具有较大的比表面积并且与CdS之间能带匹配良好，复合之后减少了光生电荷的复合，提高了对可见光的利用率，使得在可见光下获得大而稳定的电信号。

（3）本发明成功合成了SiO₂/PDA-Ag NPs，作为二抗标记物，能够捕获更多的二抗，提高了检测的特异性。

（4）PDA包覆的SiO₂具有较大的空间位阻来阻碍电子的传递，另一方面PDA具有良好的生物相容性和弱的还原能力，可使Ag纳米颗粒原位还原在其表面，Ag与CdS之间存在能量转移，实现了基底光电信号的双重减弱，增加了光电信号的变化值，提高了传感器的灵敏性。

（5）本发明制备的光电化学传感器，用于脑利钠肽抗原的检测，响应时间短，检测限低，线性范围宽，稳定性好，可以实现简便快捷、高灵敏和高稳定性检测。

具体实施方案

实施例1 光电化学传感器的制备

（1）二氧化铈的制备

取0.5 g硝酸铈和0.2 g尿素溶解于50 mL水中，于室温下搅拌20 min，之后混合溶液转入反应釜中，于100 °C下反应6 h，反应冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥；获得的粉末于350 °C下高温煅烧4 h；

（2）二氧化铈-硫化镉复合物的制备

取0.05 g所制备的二氧化铈溶解于20 mL水中，之后加入0.1 g乙酸镉和0.1 g 硫脲，搅拌1 h后，用0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH至8，继续搅拌2 h后转入反应釜中于150 °C下反应10 h，冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次后，于40 °C下真空干燥10 h；

（3）二氧化硅的制备

取60 mL无水乙醇与2 mL超纯水混合形成透明溶液，后加入5 mL硅酸四乙酯，继续以2mL/min的速度加入10 mL、质量分数为10 %氨水，于20 °C下搅拌3 h后，离心，用无水乙醇和超纯水洗涤产品至中性，于30 °C真空干燥10 h，制得二氧化硅材料；

（4）二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物的制备

将60 mg制得的二氧化硅和60 mg盐酸多巴胺溶解于20 mL、10mM、pH=7.0的Tris盐酸缓冲溶液中,室温下振摇20 h，然后用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥，得二氧化硅-聚多巴胺（PDA@SiO₂）复合材料；将质量分数为1 %的氨水加入5 mg/mL的硝酸银溶液中，直至棕色沉淀溶解，得到银氨溶液；所制备的PDA@SiO₂取50 mg加入20 mL银氨溶液中，于室温下振摇10 h，所得产品用无水乙醇和超纯水离心洗涤3次，于20 °C下真空干燥6 h，制得二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物，即SiO₂/PDA-Ag NPs；

（5）二氧化硅-聚多巴胺-银标记的脑利钠肽二抗的制备

取1 mg所制备的SiO₂/PDA-Ag NPs 溶于1 mL、pH为7.0的PBS缓冲溶液后，加入100 μL浓度为5 μg/mL的脑利钠肽二抗，于10 °C下震荡2 h后，离心，用PBS缓冲溶液洗涤3次，产物溶于2mL的PBS缓冲溶液中储存备用；

（6）光电化学传感器的制备

1）将导电玻璃依次用洗衣粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；

2）取6 µL、2 mg/mL的二氧化铈-硫化镉复合物的水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下晾干；

3）在修饰电极表面，继续滴加体积比为1:1的10 mg/mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐和10 mg/mL N-羟基琥珀酰亚胺的混合液4 μL。超纯水冲洗电极表面，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

4）滴加6 µL、5 μg/mL的脑利钠肽捕获抗体，超纯水清洗，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

5）滴加3 µL、用PBS缓冲溶液配制的质量分数为1 %的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；

6）滴加6 µL、0.01 pg/mL ~ 5 ng/mL用PBS缓冲溶液配制的脑利钠肽抗原标准溶液，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中自然晾干；

7）滴加6 µL、5 μg/mL带有SiO₂/PDA-Ag NPs标记的脑利钠肽检测抗体，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器。

实施例2 光电化学传感器的制备

（1）二氧化铈的制备

取1.0 g硝酸铈和0.3 g尿素溶解于70 mL水中，于室温下搅拌20 min，之后混合溶液转入反应釜中，于120 °C下反应8 h，反应冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥；获得的粉末于400 °C下高温煅烧6 h；

（2）二氧化铈-硫化镉复合物的制备

取0.1 g所制备的二氧化铈溶解于20 mL水中，之后加入0.1 g乙酸镉和0.1 g 硫脲，搅拌1 h后，用0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH至10，继续搅拌2 h后转入反应釜中于180 °C下反应12 h，冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次后，于50 °C下真空干燥12 h；

（3）二氧化硅的制备

75 mL无水乙醇与3 mL超纯水混合形成透明溶液，后加入8 mL硅酸四乙酯，继续以2mL/min的速度加入20 mL、质量分数为20 %的氨水，于30 °C下搅拌4 h后，离心，用无水乙醇和超纯水洗涤产品至中性，于40 °C真空干燥12 h，制得二氧化硅材料；

（4）二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物的制备

将70 mg制得的二氧化硅和80 mg盐酸多巴胺溶解于40 mL、10mM、pH为8.0的Tris盐酸缓冲溶液中,室温下振摇22 h，然后用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥，得二氧化硅-聚多巴胺（PDA@SiO₂）复合材料；将质量分数为2 %的氨水加入10 mg/mL的硝酸银溶液中，直至棕色沉淀溶解，得到银氨溶液；所制备的PDA@SiO₂取70 mg加入40 mL银氨溶液中，于室温下振摇12 h，所得产品用无水乙醇和超纯水离心洗涤3次，于30 °C下真空干燥8 h，制得二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物，即SiO₂/PDA-Ag NPs；

（5）二氧化硅-聚多巴胺-银标记的脑利钠肽二抗的制备

取4 mg所制备的SiO₂/PDA-Ag NPs 溶于2 mL、pH为7.0的PBS缓冲溶液后，加入200 μL浓度为10 μg/mL的脑利钠肽二抗，于30 °C下震荡3 h后，离心，用PBS缓冲溶液洗涤3次，产物溶于2mL的PBS缓冲溶液中储存备用；

（6）光电化学传感器的制备

1）将导电玻璃依次用洗衣粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；

2）取6 µL、4 mg/mL的二氧化铈-硫化镉复合物的水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下晾干；

3）在修饰电极表面，继续滴加体积比为1:1的20 mg/mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐和20 mg/mL N-羟基琥珀酰亚胺的混合液4 μL。超纯水冲洗电极表面，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

4）滴加6 µL、10 μg/mL的脑利钠肽捕获抗体，超纯水清洗，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

5）滴加3 µL、用PBS缓冲溶液配制的质量分数为2 %的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；

6）滴加6 µL、0.01 pg/mL ~ 5 ng/mL用PBS缓冲溶液配制的脑利钠肽抗原，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中自然晾干；

7）滴加6 µL、10 μg/mL带有SiO₂/PDA-Ag NPs标记的脑利钠肽检测抗体，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器。

实施例3 光电化学传感器的制备

（1）二氧化铈的制备

取1.5 g硝酸铈和0.5 g尿素溶解于100 mL水中，于室温下搅拌50 min，之后混合溶液转入反应釜中，于150 °C下反应10 h，反应冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥；获得的粉末于500 °C下高温煅烧8 h；

（2）二氧化铈-硫化镉复合物的制备

取0.2 g所制备的二氧化铈溶解于20 mL水中，之后加入0.2 g乙酸镉和0.2 g 硫脲，搅拌2 h后，用0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH至12，继续搅拌2 h后转入反应釜中于200 °C下反应14 h，冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次后，于60 °C下真空干燥14 h；

（3）二氧化硅的制备

80 mL无水乙醇与5 mL超纯水混合形成透明溶液，后加入10 mL硅酸四乙酯，继续以2mL/min的速度加入30 mL、质量分数为30 %的氨水，于50 °C下搅拌6 h后，离心，用无水乙醇和超纯水洗涤产品至中性，于50 °C真空干燥14 h，制得二氧化硅材料；

（4）二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物的制备

将90 mg制得的二氧化硅和90 mg盐酸多巴胺溶解于50 mL、10mM、pH=9.0的Tris盐酸缓冲溶液中,室温下振摇24 h，然后用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥，得二氧化硅-聚多巴胺（PDA@SiO₂）复合材料；将质量分数为3 %的氨水加入20 mg/mL的硝酸银溶液中，直至棕色沉淀溶解，得到银氨溶液；所制备的PDA@SiO₂取100 mg加入50 mL银氨溶液中，于室温下振摇15 h，所得产品用无水乙醇和超纯水离心洗涤3次，于40 °C下真空干燥10 h，制得二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物，即SiO₂/PDA-Ag NPs；

（5）二氧化硅-聚多巴胺-银标记的脑利钠肽二抗的制备

取5 mg所制备的SiO₂/PDA-Ag NPs 溶于3 mL、pH为7.0的PBS缓冲溶液后，加入300 μL浓度为20 μg/mL的脑利钠肽二抗，于40 °C下震荡5 h后，离心，用PBS缓冲溶液洗涤3次，产物溶于2mL的PBS缓冲溶液中储存备用；

（6）光电化学传感器的制备

1）将导电玻璃依次用洗衣粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；

2）取6 µL、6 mg/mL的二氧化铈-硫化镉复合物的水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下晾干；

3）在修饰电极表面，继续滴加体积比为1:1的30 mg/mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐和30 mg/mL N-羟基琥珀酰亚胺的混合液4 μL。超纯水冲洗电极表面，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

4）滴加6 µL、20 μg/mL的脑利钠肽捕获抗体，超纯水清洗，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

5）滴加3 µL、用PBS缓冲溶液配制的质量分数为3 %的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；

6）滴加6 µL、0.01 pg/mL ~ 5 ng/mL用PBS缓冲溶液配制的脑利钠肽抗原，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中自然晾干；

7）滴加6 µL、20 μg/mL带有SiO₂/PDA-Ag NPs标记的脑利钠肽检测抗体，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器。

实施例4脑利钠肽抗原的检测

（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，制备的ITO修饰传感器为工作电极，在含有0.01 mol/L的抗坏血酸的pH为5.0的PBS缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对用PBS缓冲溶液依次稀释配制的前列腺特异性抗原标准溶液进行检测，设置电压为-0.1 V，运行时间120 s，光源波长为400 nm；

（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；

（4）将待测的脑利钠肽抗原样品溶液代替脑利钠肽抗原标准溶液进行检测。

实施例5脑利钠肽抗原的检测

（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，制备的ITO修饰传感器为工作电极，在含有0.2 mol/L的抗坏血酸的pH为6.0的PBS缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对用PBS缓冲溶液依次稀释配制的前列腺特异性抗原标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为430 nm；

（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；

（4）将待测的脑利钠肽抗原样品溶液代替脑利钠肽抗原标准溶液进行检测。

实施例6 脑利钠肽抗原的检测

（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，制备的ITO修饰传感器为工作电极，在含有0.5 mol/L的抗坏血酸的pH为8.0的PBS缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对用PBS缓冲溶液依次稀释配制的前列腺特异性抗原标准溶液进行检测，设置电压为0.1 V，运行时间120 s，光源波长为450 nm；

（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；

（4）将待测的脑利钠肽抗原样品溶液代替脑利钠肽抗原标准溶液进行检测。

Claims (2)

1.基于SiO₂/PDA-Ag纳米复合物减弱CeO₂-CdS的脑利钠肽抗原光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）二氧化铈的制备

取0.5 ~ 1.5 g硝酸铈和0.2 ~ 0.5 g尿素溶解于50 ~ 100 mL水中，于室温下搅拌20~ 50 min，之后混合溶液转入反应釜中，于100 ~ 150 °C下反应6 ~ 10 h，反应冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥；获得的粉末于350 ~ 500 °C下高温煅烧4 ~8 h；

（2）二氧化铈-硫化镉复合物的制备

取0.05 ~ 0.2 g所制备的二氧化铈溶解于20 mL水中，之后加入0.1 ~ 0.2 g乙酸镉和0.1 ~ 0.2 g 硫脲，搅拌1 ~ 2 h后，用0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH至8 ~ 12，继续搅拌2h后转入反应釜中于150 ~ 200 °C下反应10 ~ 14 h，冷却至室温后，用无水乙醇和超纯水各洗涤3次后，于40 ~ 60 °C下真空干燥10 ~ 14 h；

（3）二氧化硅的制备

60 ~ 80 mL无水乙醇与2 ~ 5 mL超纯水混合形成透明溶液，后加入5 ~ 10 mL硅酸四乙酯，继续以2 mL/min的速度加入10 ~ 30 mL、质量分数为10 % ~ 30 %的氨水，于20 ~ 50°C下搅拌 3 ~ 6 h后，离心，用无水乙醇和超纯水洗涤产品至中性，于30 ~ 50°C真空干燥10 ~ 14 h，制得二氧化硅材料；

（4）二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物的制备

将60 ~ 90 mg制得的二氧化硅和60 ~ 90 mg盐酸多巴胺溶解于20 ~ 50 mL、10mM、pH=7.0 ~ 9.0的Tris盐酸缓冲溶液中,室温下振摇20 ~ 24 h，然后用无水乙醇和超纯水各洗涤3次，真空干燥，得二氧化硅-聚多巴胺（PDA@SiO₂）复合材料；将质量分数为1 ~ 3%的氨水加入5 ~ 20 mg/mL的硝酸银溶液中，直至棕色沉淀溶解，得到银氨溶液；所制备的PDA@SiO₂取50 ~ 100 mg加入20 ~ 50 mL银氨溶液中，于室温下振摇10 ~ 15 h，所得产品用无水乙醇和超纯水离心洗涤3次，于20 ~ 40 °C下真空干燥6 ~ 10 h，制得二氧化硅-聚多巴胺-银纳米复合物，即SiO₂/PDA-Ag NPs；

（5）二氧化硅-聚多巴胺-银标记的脑利钠肽二抗的制备

取1 ~ 5 mg所制备的SiO₂/PDA-Ag NPs 溶于1 ~3 mL、pH为7.0的PBS缓冲溶液后，加入100 ~ 300 μL浓度为5 ~ 20 μg/mL的脑利钠肽二抗，于10 ~ 40 °C下震荡2 ~ 5 h后，离心，用PBS缓冲溶液洗涤3次，产物溶于2mL的PBS缓冲溶液中储存备用；

（6）光电化学传感器的制备

1）将导电玻璃依次用洗衣粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；

2）取6 µL、2 ~ 6 mg/mL的二氧化铈-硫化镉复合物的水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下晾干；

3）在修饰电极表面，继续滴加体积比为1:1的10 ~ 30 mg/mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙级)碳二亚胺盐酸盐和10 ~ 30 mg/mL N-羟基琥珀酰亚胺的混合液4 μL；

超纯水冲洗电极表面，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

4）滴加6 µL、5 ~ 20 μg/mL的脑利钠肽捕获抗体，超纯水清洗，室温下自然晾至湿润薄膜状态；

5）滴加3 µL、用PBS缓冲溶液配制的质量分数为1 ~ 3%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；

6）滴加6 µL、0.01 pg/mL ~ 5 ng/mL用PBS缓冲溶液配制的脑利钠肽抗原，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中自然晾干；

7）滴加6 µL、5 ~ 20μg/mL带有SiO₂/PDA-Ag NPs标记的脑利钠肽检测抗体，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种检测脑利钠肽抗原的光电化学传感器。

2.如权利要求1所述制备的光电化学传感器的检测方法，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，制备的ITO修饰传感器为工作电极，在含有0.01 ~ 0.5 mol/L的抗坏血酸的pH为5.0 ~ 8.0的PBS缓冲溶液中进行测试；

（2）用时间-电流法对用PBS缓冲溶液依次稀释配制的前列腺特异性抗原标准溶液进行检测，设置电压为-0.1 ~ 0.1 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 450 nm；

（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；

（4）将待测的脑利钠肽抗原样品溶液代替脑利钠肽抗原标准溶液进行检测。