CN109254063A - 一种负载型普鲁士蓝电化学生物传感器标记物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负载型普鲁士蓝电化学生物传感器标记物的制备方法，涉及纳米科学、生物免疫技术、电化学传感等领域。本发明利用银纳米颗粒和普鲁士蓝优异的催化性能，制备了银纳米颗粒掺杂的负载普鲁士蓝的聚多巴胺纳米复合物作为电化学生物传感器标记物。通过负载银纳米颗粒的聚多巴胺纳米微球进行修饰，实现了生物分子的固定。银纳米颗粒和普鲁士蓝对过氧化氢底液的协同催化作用进一步提高了对过氧化氢的催化能力。普鲁士蓝不仅是过氧化氢最有利的还原电催化剂，且具有优异的储存稳定性。该标记物可以适用于多种电化学生物传感器的制备，在科研和临床中具有广泛的应用前景。

Description

一种负载型普鲁士蓝电化学生物传感器标记物的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米科学、生物免疫技术、电化学传感等领域，具体涉及一种电化学生物传感器标记物的制备方法。
背景技术
生物标志物检测是目前唯一无创的早期预警癌症等疾病的方法，在临床中对肿瘤的普查、诊断及判断预后等具有十分重要的意义。在众多的生物标志物检测方法中，电化学免疫传感器由于其高灵敏度，低成本，快速分析和易于小型化等优点而成为生物分子定量检测的主要分析技术。
电化学免疫传感器通过对抗原或抗体等生物分子进行标记来检测信号，通常标记过程复杂，操作费时，并且信号较低。因此基于具有良好催化性能的纳米材料构建的电化学传感器标记物引起了人们极大的研究兴趣，具有良好的应用前景。
具有稳定催化性能和良好生物相容性的标记物制备是构建电化学免疫传感器的关键。普鲁士蓝被认为是“人工酶过氧化物酶”，因为它对还原过氧化氢显示出高选择性和催化活性。与传统的将铁盐和六氰基铁酸盐与不同氧化态的铁原子混合制备普鲁士蓝的方法不同，使用过氧化氢还原铁氰化物-铁离子混合物可以得到更规则的普鲁士蓝膜结构，这对于普鲁士蓝的活性和稳定性表现出显著改善的作用。然而，普鲁士蓝表面没有官能团，难以与生物识别元件相结合，通过将其固定在具有良好生物相容性的聚多巴胺纳米微球上可以实现免疫物质的负载。银纳米颗粒的存在不仅可以提高纳米复合物表面抗体的结合量，达到易于标记的制备效果，还与普鲁士蓝构成协同催化的电催化剂，极大地增强了对过氧化氢的催化性能。
本发明利用银纳米颗粒和普鲁士蓝优异的催化性能，制备了银纳米颗粒掺杂的负载普鲁士蓝的聚多巴胺纳米复合物。通过负载银纳米颗粒的聚多巴胺纳米微球进行修饰，实现了生物分子的固定。普鲁士蓝不仅是过氧化氢最有利的还原电催化剂，且具有优异的储存稳定性。银纳米颗粒和普鲁士蓝对过氧化氢底液的协同催化作用进一步提高了对过氧化氢的催化能力。
发明内容
本发明的目的之一是提出一种利用过氧化氢还原铁氰化物-铁离子混合物在聚多巴胺纳米微球表面制备普鲁士蓝纳米颗粒的方法。
本发明的目的之二是利用银纳米颗粒和普鲁士蓝对过氧化氢底液的协同催化作用，进一步提高了对过氧化氢的催化能力。
本发明的目的之三是所制备的标记物用于标记抗体构建夹心型电化学免疫传感器，既可以对生物标志物高效灵敏的检测，还可以实现定量检测。
一种电化学生物传感器标记物的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚多巴胺纳米微球的制备：将100 mg盐酸多巴胺加入到100 mL pH为 8.8的三羟甲基氨基甲烷缓冲液和50 mL异丙醇形成的混合溶液中，然后将混合溶液搅拌24小时后，得到深棕色的悬浮液，通过9000转离心20分钟后收集产物，并将产物用超纯水洗涤五次以除去未反应的物质，最后将其分散到5 mL的超纯水中，得到聚多巴胺纳米微球水溶液。
（2）银纳米颗粒的制备：将45 mg硝酸银溶解在200 mL超纯水中，加热至沸腾，随后将4 mL浓度为1％的柠檬酸钠溶液加入至上述沸腾溶液中，约1小时后，得到银纳米颗粒水溶液。
（3）将2 mL上述银纳米颗粒水溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的聚多巴胺纳米微球水溶液中，振荡12小时，10000转离心得到银纳米颗粒掺杂的聚多巴胺纳米微球，将其分散到超纯水中得到银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液。
（4）将2 mL浓度为0.1 mol·L-1的氯化钾溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液中，搅拌0.5小时后加入浓度为0.1 mol·L-1的盐酸溶液调节溶液pH=1~2，继续向混合溶液中缓慢滴加2 mL 0.075 mol·L-1的三氯化铁溶液、铁氰化钾溶液，搅拌1小时后再向溶液中加入2 mL 0.075 mol·L-1的过氧化氢溶液，溶液出现蓝色1分钟后立刻以8000转离心，最后再用盐酸调节的pH=1~2的氯化钾溶液洗涤5~6次，得到负载有普鲁士蓝的聚多巴胺纳米复合物。
（5）将上述所得的纳米复合物重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，然后加入0.1 mL、10 µg·mL-1的前列腺特异性抗原的抗体溶液，在4 °C下孵化2h，离心，重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，即制得一种电化学生物传感器标记物溶液。与现有技术相比，本发明具有如下优点；
1）该标记物制备方法利用过氧化氢活化三价铁的催化反应制备出具有优异催化性能的普鲁士蓝纳米颗粒，制备简单；
2）该方法制备的标记物结合了普鲁士蓝和银纳米颗粒对双氧水的协同催化作用，使电化学生物传感器的效率大大提高；
3）该方法制备的标记物利用聚多巴胺纳米微球和银纳米颗粒共同负载免疫物质，达到易于标记的制备效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
前列腺特异性抗原二抗标记物的制备
（1）聚多巴胺纳米微球的制备：将100 mg盐酸多巴胺加入到100 mL pH为 8.8的三羟甲基氨基甲烷缓冲液和50 mL异丙醇形成的混合溶液中，然后将混合溶液搅拌24小时后，得到深棕色的悬浮液，通过9000转离心20分钟后收集产物，并将产物用超纯水洗涤五次以除去未反应的物质，最后将其分散到5 mL的超纯水中，得到聚多巴胺纳米微球水溶液；
（2）银纳米颗粒的制备：将45 mg硝酸银溶解在200 mL超纯水中，加热至沸腾，随后将4mL浓度为1％的柠檬酸钠溶液加入至上述沸腾溶液中，约1小时后，得到银纳米颗粒水溶液；
（3）将2 mL上述银纳米颗粒水溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的聚多巴胺纳米微球水溶液中，振荡12小时，10000转离心得到银纳米颗粒掺杂的聚多巴胺纳米微球，将其分散到超纯水中得到银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液；
（4）将2 mL浓度为0.1 mol·L-1的氯化钾溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液中，搅拌0.5小时后加入浓度为0.1 mol·L-1的盐酸溶液调节溶液pH=1~2，继续向混合溶液中缓慢滴加2 mL 0.075 mol·L-1的三氯化铁溶液、铁氰化钾溶液，搅拌1小时后再向溶液中加入2 mL 0.075 mol·L-1的过氧化氢溶液，溶液出现蓝色1分钟后立刻以8000转离心，最后再用盐酸调节的pH=1~2的氯化钾溶液洗涤5~6次，得到负载有普鲁士蓝的聚多巴胺纳米复合物；
（5）将上述所得的纳米复合物重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，然后加入0.1 mL、10 µg·mL-1的前列腺特异性抗原的抗体溶液，在4 °C下孵化2 h，离心，重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，即制得一种电化学生物传感器标记物溶液。
实施例2
夹心型前列腺特异性抗原电化学免疫传感器的构建
（1）保持-0.2 V的恒定电位，在2 mL浓度为1％的氯金酸水溶液中进行玻碳电极表面金纳米颗粒的电沉积30秒；
（2）用移液枪将6 µL浓度为10 µg·mL-1的前列腺特异性抗原的抗体溶液滴涂在步骤（1）制得的电极表面，4 °C条件下晾干；
（3）非特异性位点封闭：用超纯水多次冲洗步骤（2）制得的电极，用移液枪将3 µL质量分数为1%的牛血清白蛋白溶液滴涂在步骤（2）制得的电极表面，4 °C条件下晾干，超纯水冲洗；
（4）用移液枪滴涂6 µL前列腺特异性抗原标准溶液或未知样品溶液至电极表面，4 °C下晾干，超纯水冲洗；
（5）将6 µL前列腺特异性抗原二抗标记物溶液滴至电极表面，置于4°C冰箱中孵化1 h，清洗后，晾干；
（6）以步骤（5）制得的电极为工作电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，Pt电极为对电极，用10 mL 50 mmol·L-1的pH 7.4的PBS缓冲溶液作为底液，用时间-电流法对分析物进行检测，输入电压为-0.4 V，取样间隔0.1 s，运行时间400 s；
（7）当背景电流趋于稳定后，每隔50 s向10 mL 50 mmol·L-1的pH 7.4的PBS缓冲溶液中注入10 μL 5 mol·L-1的双氧水溶液，记录电流变化。制得一种夹心型前列腺特异性抗原的电化学生物免疫传感器。

Claims (2)

1.一种负载型普鲁士蓝电化学生物传感器标记物的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚多巴胺纳米微球的制备：将100 mg盐酸多巴胺加入到100 mL pH为 8.8的三羟甲基氨基甲烷缓冲液和50 mL异丙醇形成的混合溶液中，然后将混合溶液搅拌24小时后，得到深棕色的悬浮液，通过9000转离心20分钟后收集产物，并将产物用超纯水洗涤五次以除去未反应的物质，最后将其分散到5 mL的超纯水中，得到聚多巴胺纳米微球水溶液；
（2）银纳米颗粒的制备：将45 mg硝酸银溶解在200 mL超纯水中，加热至沸腾，随后将4mL浓度为1％的柠檬酸钠溶液加入至上述沸腾溶液中，约1小时后，得到银纳米颗粒水溶液；
（3）将2 mL上述银纳米颗粒水溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的聚多巴胺纳米微球水溶液中，振荡12小时，10000转离心得到银纳米颗粒掺杂的聚多巴胺纳米微球，将其分散到超纯水中得到银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液；
（4）将2 mL浓度为0.1 mol·L-1的氯化钾溶液加入到5 mL浓度为0.5 mg·mL-1的银掺杂的聚多巴胺纳米微球水溶液中，搅拌0.5小时后加入浓度为0.1 mol·L-1的盐酸溶液调节溶液pH=1~2，继续向混合溶液中缓慢滴加2 mL 0.075 mol·L-1的三氯化铁溶液、铁氰化钾溶液，搅拌1小时后再向溶液中加入2 mL 0.075 mol·L-1的过氧化氢溶液，溶液出现蓝色1分钟后立刻以8000转离心，最后再用盐酸调节的pH=1~2的氯化钾溶液洗涤5~6次，得到负载有普鲁士蓝的聚多巴胺纳米复合物；
（5）将上述所得的纳米复合物重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，然后加入0.1 mL、10 µg·mL-1的前列腺特异性抗原的抗体溶液，在4 °C下孵化2 h，离心，重新分散于5 mL、0.1 mol·L-1、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，即制得一种电化学生物传感器标记物溶液。
2.根据权利要求1所述的一种负载型普鲁士蓝电化学生物传感器标记物的制备方法，其特征在于，所述的标记物用于标记抗体构建夹心型电化学免疫传感器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110261600A (zh) * 2019-07-02 2019-09-20 济南大学 一种基于四氧化三铁/普鲁士蓝纳米酶标记物的制备方法及应用
CN110412087A (zh) * 2019-08-07 2019-11-05 吉林大学 一种基于NiCoxFe2-xO4纳米立方体材料的异丙醇气体传感器及其制备方法
CN111487299A (zh) * 2020-05-15 2020-08-04 宿州学院 一种AuNWs@PB纳米复合材料及修饰电极的制备方法
CN111693721A (zh) * 2020-06-22 2020-09-22 济南大学 基于普鲁士蓝纳米酶标记物的酶联免疫吸附实验的制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102980925A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 济南大学 一种夹心型电化学免疫传感器、其制备方法及其用途
CN103472121A (zh) * 2013-09-09 2013-12-25 济南大学 一种同时检测宫颈癌标志物的夹心型电化学免疫传感器
CN103575874A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 济南大学 一种基于多巴胺仿生修饰的免疫传感器的制备方法及应用
CN104297480A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 济南大学 一种前列腺特异性抗原夹心型免疫传感器制备方法及应用
CN105622695A (zh) * 2015-12-23 2016-06-01 广州云诺生物科技有限公司 雌三醇半抗原和抗体及其在检测游离雌三醇的快速传感器方法中的应用
CN106596678A (zh) * 2017-02-16 2017-04-26 济南大学 一种基于聚多巴胺纳米微球负载石墨烯量子点的电化学发光生物传感器的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102980925A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 济南大学 一种夹心型电化学免疫传感器、其制备方法及其用途
CN103472121A (zh) * 2013-09-09 2013-12-25 济南大学 一种同时检测宫颈癌标志物的夹心型电化学免疫传感器
CN103575874A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 济南大学 一种基于多巴胺仿生修饰的免疫传感器的制备方法及应用
CN104297480A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 济南大学 一种前列腺特异性抗原夹心型免疫传感器制备方法及应用
CN105622695A (zh) * 2015-12-23 2016-06-01 广州云诺生物科技有限公司 雌三醇半抗原和抗体及其在检测游离雌三醇的快速传感器方法中的应用
CN106596678A (zh) * 2017-02-16 2017-04-26 济南大学 一种基于聚多巴胺纳米微球负载石墨烯量子点的电化学发光生物传感器的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
潘伯广等: "基于普鲁士蓝/聚多巴胺/纳米金纳米粒子构建的电流型免疫传感器", 《广东化工》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110261600A (zh) * 2019-07-02 2019-09-20 济南大学 一种基于四氧化三铁/普鲁士蓝纳米酶标记物的制备方法及应用
CN110412087A (zh) * 2019-08-07 2019-11-05 吉林大学 一种基于NiCoxFe2-xO4纳米立方体材料的异丙醇气体传感器及其制备方法
CN110412087B (zh) * 2019-08-07 2020-10-30 吉林大学 基于纳米立方体材料的异丙醇气体传感器及其制备方法
CN111487299A (zh) * 2020-05-15 2020-08-04 宿州学院 一种AuNWs@PB纳米复合材料及修饰电极的制备方法
CN111693721A (zh) * 2020-06-22 2020-09-22 济南大学 基于普鲁士蓝纳米酶标记物的酶联免疫吸附实验的制备方法及应用

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