CN111208177A - 一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法 - Google Patents
一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111208177A CN111208177A CN202010020074.7A CN202010020074A CN111208177A CN 111208177 A CN111208177 A CN 111208177A CN 202010020074 A CN202010020074 A CN 202010020074A CN 111208177 A CN111208177 A CN 111208177A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- luminol
- bsa
- electrode
- cuo
- 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
Links
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 title claims abstract description 50
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N luminol Chemical compound O=C1NNC(=O)C2=C1C(N)=CC=C2 HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims abstract 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 claims abstract 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 89
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 10
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 5
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 4
- 229910002621 H2PtCl6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims 2
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003550 marker Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 3
- 108010048233 Procalcitonin Proteins 0.000 abstract 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 abstract 1
- CWCXERYKLSEGEZ-KDKHKZEGSA-N procalcitonin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)NCC(O)=O)[C@@H](C)O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCSC)NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CSSC1)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C1=CC=CC=C1 CWCXERYKLSEGEZ-KDKHKZEGSA-N 0.000 abstract 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 4
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 3
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008718 systemic inflammatory response Effects 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 210000003771 C cell Anatomy 0.000 description 1
- 206010017533 Fungal infection Diseases 0.000 description 1
- 208000034486 Multi-organ failure Diseases 0.000 description 1
- 208000010718 Multiple Organ Failure Diseases 0.000 description 1
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 1
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 238000000504 luminescence detection Methods 0.000 description 1
- 208000029744 multiple organ dysfunction syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000004454 trace mineral analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021524 transition metal nanoparticle Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/305—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells optically transparent or photoresponsive electrodes
-
- 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
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
-
- 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
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法。在本发明中，鲁米诺Luminol作为发光体与牛血清蛋白包覆的金纳米粒子Au@BSA反应生成Luminol‑Au@BSA，然后与氧化铜纳米球结合生成Luminol‑Au@BSA‑CuO作为信号探针。氧化铜和纳米铂可以催化H2O2得到更多的O2 •‑，从而极大增强了Luminol在低电位下的发光强度，实现了信号的双重放大。不同浓度的降钙素原PCT可结合不同量的二抗标记物Ab2‑Luminol‑Au@BSA‑CuO，从而引起了传感器发光强度的变化，实现了PCT的定量检测。
Description
技术领域
本发明设计了一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，具体是以Luminol为发光体，CuO和PtNPs为信号增强剂，制备一种定量检测PCT的信号双放大型电化学发光传感器，属于电化学发光检测技术领域。
背景技术
PCT通常由甲状腺C细胞分泌，反映了全身炎症反应的活性。血浆中PCT的水平随着严重细菌和真菌感染，多器官功能衰竭和败血症的发生而升高。因此，PCT可以作为全身性炎症反应监测和诊断的重要指标。目前为止，只有很少的分析方法可用于PCT的定量检测，例如化学发光免疫分析，表面等离子体共振和荧光分析。因此，开发一种快速而高效的检测手段来实现PCT的定量检测变得至关重要。
电致化学发光ECL传感器作为一种ECL免疫修饰传感平台具有特异性更好，灵敏度更高等显著优势。ECL信号作为实时监测疾病标志物水平的特征信号，已被广泛应用于疾病标志物的分析检测。众所周知，Luminol作为一种传统的发光试剂，是研究最广泛的ECL发光体之一，具有低氧化电位、高发射率和稳定发光信号等诸多优势。然而，Luminol在低电位下不能产生强的ECL发射，而电位过高又会对传感器的生物活性产生影响。因此，我们需要寻找有效的增强剂来放大Luminol的发光信号，使其在低电位下依然具有强ECL发射。
CuO作为一种具有广泛用途的金属氧化物，具有很高的催化活性，可以降低催化分解温度、加快分解速率。其次，CuO对光、温度和湿度均具有很高的灵敏性，将其制成薄膜包覆在传感器的表面，可以极大地提高传感器的灵敏性和选择性。PtNPs作为一种过渡金属纳米粒子，化学性质稳定，具有优异的导电性和催化活性。因此，本发明采用CuO和PtNPs作为增强剂来实现H2O2的高效催化，从而极大地增强了Luminol的低电位发光，既保护了传感器的生物活性，又实现了信号的双重放大。
发明内容
本发明目的之一是制备催化性能优异的增强剂以实现Luminol在低电位下的强发光。
本发明目的之二是构建基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器。
本发明目的之三是利用构建的电化学发光传感器实现对PCT的高灵敏检测。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
1. 将玻碳电极用Al2O3泥浆抛光至镜状表面，超纯水冲洗干净；将抛光好的电极浸入质量分数为1 %的HAuCl4溶液中，在-0.2 V的恒定电压下沉积一层AuNPs，沉积时间为40 s；将10 μL制备的PtNPs滴在沉积好的电极表面，室温保存至干燥；将修饰后的电极浸入50ng/mL的HGC溶液中1 h以结合一定量的HGC；将10 μL 5 μg/mL的Ab1滴在电极表面，4 oC下孵化2 h；将3 μL质量分数为1 %的BSA滴在电极表面，封闭Ab1上非特异性活性位点；将6 μL不同浓度的PCT滴在电极表面，4 oC下孵化1 h；将10 µL 2-8 μg/mL的Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO滴在电极表面，4 oC下孵化2 h，即实现了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建；如上所述传感器构建过程中，每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗，以去除未结合的生物分子；本发明采用Luminol作发光体，得到了稳定的发光信号；采用CuO和PtNPs作为增强剂，利用二者优异的催化活性催化H2O2生成更多的O2 •-，极大地增强了Luminnol的发光信号；在裸电极上沉积一层AuNPs，促进了电子转移，增强了发光效率；HGC的引入实现了抗体的定向固定，既维持了构建传感器的生物活性，又提升了抗体的孵化效率，从而进一步提高了传感器的灵敏度；将Luminol-Au@BSA负载在CuO上作为二抗标记物，使传感器对目标物的浓度变化反应更加灵敏，从而实现对PCT的定量检测。
2. 将1 g CuSO4•5H2O溶于60 mL超纯水中，磁力搅拌至完全溶解，得到蓝色溶液；随后，加入6 g PVP，搅拌至完全溶解，溶液颜色变为蓝绿色，再依次加入6 g尿素和2 mLH2O2，继续搅拌1 h以充分反应；接下来，将上述溶液转移至高温高压反应釜中，120 oC下反应4 h，将反应所得墨绿色溶液离心，依次用水和乙醇洗涤，并将离心产物在60 oC下烘干；最后将制得前驱体在600 oC下煅烧2 h，即制得黑色的CuO粉末，并将其溶于超纯水中备用；本发明合成了CuO作增强剂来与H2O2反应生成大量的O2 •-，进而有效放大了Luminol在低电位下的发光信号；CuO作为一种具有广泛用途的金属氧化物，具有很高的催化活性，可以降低催化分解温度、加快分解速率；同时，CuO对光、温度和湿度均具有很高的灵敏性，将其制成薄膜包覆在传感器的表面，可以极大地提高传感器的灵敏性和选择性；
将3 mL 10 mM的H2PtCl6溶液和0.5 mL 0.1 M的NaOH溶液搅拌混合；然后在搅拌下将0.5 mL 0.1 M的AA溶液缓慢添加到上述溶液中，再将混合物在60 oC下水浴加热30 min；最后将所得溶液离心洗涤，即制得PtNPs，并将其溶于超纯水中备用；本发明制备了PtNPs对H2O2进行高效催化，生成了更多的O2 •-，进一步增强了Luminol的发光强度，实现了信号的双重放大；PtNPs是一种过渡金属纳米粒子，其化学性质稳定，具有优异的导电性和催化活性。
3. 首先，将1 mL质量分数为1 %的HAuCl4分散于50 mL超纯水中；随后，在剧烈搅拌下加入2 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，煮沸10 min，继续搅拌20 min后，将溶液冷却至室温；接下来，将500 mg BSA加入上述溶液，待完全溶解后继续加入40 mg NaBH4，室温反应24 h；最后，将所得溶液离心洗涤，冷冻干燥，即成功制得BSA改性的AuNPs，并取3 mg制得的Au@BSA粉末溶于5 mL超纯水中备用；本发明制备了Au@BSA，用BSA对AuNPs进行包覆，实现了AuNPs的稳定和保护；此外，经过表面功能化的BSA可通过酰胺反应使CuO表面结合更多的发光体，从而增强了发光效率。
4. 取500 μL体积分数为12.5 %的GA加入Au@BSA溶液中，室温下震荡3 h得到GA修饰的Au@BSA，然后将1 mL 0.1 M的Luminol加入其中反应2 h得到Luminol-Au@BSA；将2 mL包含40 mM EDC和10 mM NHS的混合溶液加入上述溶液中，4 oC下反应2 h，得到羧基活化的Luminol-Au@BSA；随后，将CuO溶于甲苯中，加入1 mL APTES，超声处理1 h后，将所得混合溶液移至高温高压反应釜中，90 oC下反应24 h，离心洗涤，得到CuO-NH2；接下来，将CuO-NH2溶于羧基活化的Luminol-Au@BSA溶液中，反应2 h后，将所得溶液离心洗涤，得到Luminol-Au@BSA-CuO，并将其溶于PH为7.4的PBS中备用；最后，将500 μL 10 μg/mL的Ab2加入上述溶液，4 oC下孵育12小时，即成功制得Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO；本发明将Luminol负载在CuO表面，合成了Luminol-Au@BSA-CuO作为信号探针，表面功能化的BSA可使CuO表面结合更多的发光体，提高了发光效率，将Ab2 固定在Luminol-Au@BSA-CuO上作为标记物，使传感器对PCT的浓度变化反应更加灵敏，实现了对PCT的定量检测。
5. 将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极、构建传感器作为工作电极组成三电极体系；将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，然后将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中，光电倍增管高压设置为600 V，扫描电压设置为0-0.6 V，扫描速率设置为0.1 V/s；使用10-100 mmol/L的H2O2溶液作为检测底液，利用三电极体系检测不同浓度PCT下的电化学发光信号强度；根据所得电化学发光信号强度值与PCT浓度对数的线性关系绘制工作曲线；所述H2O2溶液，pH为6.0-8.5，利用10-100 μL的H2O2溶于10 mL 0.1 M的PBS配制。
6. 在稀释的血清样品中加入不同浓度的PCT，采用标准加入法测定血清样品中PCT的相对标准偏差和回收率，所得血清样品中PCT的相对标准偏差为1.03-1.21 %，回收率为99.8-100.3 %，表明本发明可以用于实际样品检测，且结果准确可靠。
本发明的有益成果
1. 本发明成功制备了催化性能优异的CuO和PtNPs，其作为增强剂可催化H2O2生成更多的O2 •-，从而显著增强了Luminol在低电位下的发光强度，满足了痕量分析的需求。
2. 本发明成功构建了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器。
3. 本发明通过构建的电化学发光传感器实现了对PCT的定量检测，结果具有优异的稳定性，选择性和重现性，对PCT检测的线性范围是10 fg/mL-100 ng/mL，检测限为2.96fg/mL。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，本发明保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变均属于本发明保护范围。
实施例1
将玻碳电极用Al2O3泥浆抛光至镜状表面，超纯水冲洗干净；将抛光好的电极浸入质量分数为1 %的HAuCl4溶液中，在-0.2 V的恒定电压下沉积一层AuNPs，沉积时间为40 s；将10μL制备的PtNPs滴在沉积好的电极表面，室温保存至干燥；将修饰后的电极浸入50 ng/mL的HGC溶液中1 h以结合一定量的HGC；将10 μL 5 μg/mL的Ab1滴在电极表面，4 oC下孵化2 h；将3 μL质量分数为1 %的BSA滴在电极表面，封闭Ab1上非特异性活性位点；将6 μL不同浓度的PCT滴在电极表面，4 oC下孵化1 h；将10 µL 2 μg/mL的Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO滴在电极表面，4 oC下孵化2 h，即实现了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建；如上所述传感器构建过程中，每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗，以去除未结合的生物分子。
实施例2
将玻碳电极用Al2O3泥浆抛光至镜状表面，超纯水冲洗干净；将抛光好的电极浸入质量分数为1 %的HAuCl4溶液中，在-0.2 V的恒定电压下沉积一层AuNPs，沉积时间为40 s；将10μL制备的PtNPs滴在沉积好的电极表面，室温保存至干燥；将修饰后的电极浸入50 ng/mL的HGC溶液中1 h以结合一定量的HGC；将10 μL 5 μg/mL的Ab1滴在电极表面，4 oC下孵化2 h；将3 μL质量分数为1 %的BSA滴在电极表面，封闭Ab1上非特异性活性位点；将6 μL不同浓度的PCT滴在电极表面，4 oC下孵化1 h；将10 µL 5 μg/mL的Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO滴在电极表面，4 oC下孵化2 h，即实现了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建；如上所述传感器构建过程中，每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗，以去除未结合的生物分子。
实施例3
将玻碳电极用Al2O3泥浆抛光至镜状表面，超纯水冲洗干净；将抛光好的电极浸入质量分数为1 %的HAuCl4溶液中，在-0.2 V的恒定电压下沉积一层AuNPs，沉积时间为40 s；将10μL制备的PtNPs滴在沉积好的电极表面，室温保存至干燥；将修饰后的电极浸入50 ng/mL的HGC溶液中1 h以结合一定量的HGC；将10 μL 5 μg/mL的Ab1滴在电极表面，4 oC下孵化2 h；将3 μL质量分数为1 %的BSA滴在电极表面，封闭Ab1上非特异性活性位点；将6 μL不同浓度的PCT滴在电极表面，4 oC下孵化1 h；将10 µL 8 μg/mL的Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO滴在电极表面，4 oC下孵化2 h，即实现了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建；如上所述传感器构建过程中，每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗，以去除未结合的生物分子。
实施例4
将1 g CuSO4•5H2O溶于60 mL超纯水中，磁力搅拌至完全溶解，得到蓝色溶液；随后，加入6 g PVP，搅拌至完全溶解，溶液颜色变为蓝绿色，再依次加入6 g尿素和2 mL H2O2，继续搅拌1 h以充分反应；接下来，将上述溶液转移至高温高压反应釜中，120 oC下反应4 h，将反应所得墨绿色溶液离心，依次用水和乙醇洗涤，并将离心产物在60 oC下烘干；最后将制得前驱体在600 oC下煅烧2 h，即制得黑色的CuO粉末，并将其溶于超纯水中备用；将3 mL10 mM的H2PtCl6溶液和0.5 mL 0.1 M的NaOH溶液搅拌混合；然后在搅拌下将0.5 mL 0.1 M的AA溶液缓慢添加到上述溶液中，再将混合物在60 oC下水浴加热30 min；最后将所得溶液离心洗涤，即制得PtNPs，并将其溶于超纯水中备用。
实施例5
首先，将1 mL质量分数为1 %的HAuCl4分散于50 mL超纯水中；随后，在剧烈搅拌下加入2 mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，煮沸10 min，继续搅拌20 min后，将溶液冷却至室温；接下来，将500 mg BSA加入上述溶液，待完全溶解后继续加入40 mg NaBH4，室温反应24 h；最后，将所得溶液离心洗涤，冷冻干燥，即成功制得BSA改性的AuNPs，并取3 mg制得的Au@BSA粉末溶于5 mL超纯水中备用。
实施例6
取500 μL体积分数为12.5 %的GA加入Au@BSA溶液中，室温下震荡3 h得到GA修饰的Au@BSA，然后将1 mL 0.1 M的Luminol加入其中反应2 h得到Luminol-Au@BSA；将2 mL包含40mM EDC和10 mM NHS的混合溶液加入上述溶液中，4 oC下反应2 h，得到羧基活化的Luminol-Au@BSA；随后，将CuO溶于甲苯中，加入1 mL APTES，超声处理1 h后，将所得混合溶液移至高温高压反应釜中，90 oC下反应24 h，离心洗涤，得到CuO-NH2；接下来，将CuO-NH2溶于羧基活化的Luminol-Au@BSA溶液中，反应2 h后，将所得溶液离心洗涤，得到Luminol-Au@BSA-CuO，并将其溶于PH为7.4的PBS中备用；最后，将500 μL 10 μg/mL的Ab2加入上述溶液，4 oC下孵育12小时，即成功制得Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO。
实施例7
将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极、构建传感器作为工作电极组成三电极体系；将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，然后将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中，光电倍增管高压设置为600 V，扫描电压设置为0-0.6 V，扫描速率设置为0.1 V/s；使用10 mmol/L的H2O2溶液作为检测底液，利用三电极体系检测不同浓度PCT下的电化学发光信号强度；根据所得电化学发光信号强度值与PCT浓度对数的线性关系绘制工作曲线；所述H2O2溶液，pH为6.0，利用10 μL的H2O2溶于10 mL 0.1 M的PBS配制。
实施例8
将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极、构建传感器作为工作电极组成三电极体系；将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，然后将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中，光电倍增管高压设置为600 V，扫描电压设置为0-0.6 V，扫描速率设置为0.1 V/s；使用50 mmol/L的H2O2溶液作为检测底液，利用三电极体系检测不同浓度PCT下的电化学发光信号强度；根据所得电化学发光信号强度值与PCT浓度对数的线性关系绘制工作曲线；所述H2O2溶液，pH为7.4，利用50 μL的H2O2溶于10 mL 0.1 M的PBS配制。
实施例9
将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极、构建传感器作为工作电极组成三电极体系；将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，然后将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中，光电倍增管高压设置为600 V，扫描电压设置为0-0.6 V，扫描速率设置为0.1 V/s；使用100 mmol/L的H2O2溶液作为检测底液，利用三电极体系检测不同浓度PCT下的电化学发光信号强度；根据所得电化学发光信号强度值与PCT浓度对数的线性关系绘制工作曲线；所述H2O2溶液，pH为8.5，利用100 μL的H2O2溶于10 mL 0.1 M的PBS配制。
实施例10
在稀释的血清样品中加入不同浓度的PCT，采用标准加入法测定血清样品中PCT的相对标准偏差和回收率，所得血清样品中PCT的相对标准偏差为1.03-1.21 %，回收率为99.8-100.3 %，表明本发明可以用于实际样品检测，且结果准确可靠。
Claims (6)
1.一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，其特征在于：
将玻碳电极用三氧化二铝Al2O3泥浆抛光至镜状表面，超纯水冲洗干净；将抛光好的电极浸入质量分数为1 %的氯金酸HAuCl4溶液中，在-0.2 V的恒定电压下沉积一层金纳米粒子AuNPs，沉积时间为40 s；将10 μL制备的PtNPs滴在沉积好的电极表面，室温保存至干燥；将修饰后的电极浸入50 ng/mL的HGC溶液中1 h以结合一定量的HGC；将10 μL 5 μg/mL的一抗Ab1滴在电极表面，4 oC下孵化2 h；将3 μL质量分数为1 %的牛血清白蛋白BSA滴在电极表面，封闭Ab1上非特异性活性位点；将6 μL不同浓度的PCT滴在电极表面，4 oC下孵化1 h；将10 µL 2-8 μg/mL的Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO滴在电极表面，4 oC下孵化2 h，即实现了基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建；
如上所述传感器构建过程中，每一步都需将所得修饰后电极用超纯水轻轻冲洗，以去除未结合的生物分子。
2.一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，关于CuO和PtNPs的制备，其特征在于，步骤如下：
将1 g五水合硫酸铜CuSO4•5H2O溶于60 mL超纯水中，磁力搅拌至完全溶解，得到蓝色溶液；随后，加入6 g聚乙烯吡咯烷酮PVP，搅拌至完全溶解，溶液颜色变为蓝绿色，再依次加入6 g尿素和2 mL H2O2，继续搅拌1 h以充分反应；接下来，将上述溶液转移至高温高压反应釜中，120 oC下反应4 h，将反应所得墨绿色溶液离心，依次用水和乙醇洗涤，并将离心产物在60 oC下烘干；最后将制得前驱体在600 oC下煅烧2 h，即制得黑色的CuO粉末，并将其溶于超纯水中备用；
将3 mL 10 mM的氯铂酸H2PtCl6溶液和0.5 mL 0.1 M的氢氧化钠NaOH溶液搅拌混合；然后在搅拌下将0.5 mL 0.1 M的抗坏血酸AA溶液缓慢添加到上述溶液中，再将混合物在60oC下水浴加热30 min；最后将所得溶液离心洗涤，即制得PtNPs，并将其溶于超纯水中备用。
3.如权利要求1所述的一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，所述Au@BSA的制备，其特征在于，步骤如下：
首先，将1 mL质量分数为1 %的HAuCl4分散于50 mL超纯水中；随后，在剧烈搅拌下加入2mL质量分数为1 %的柠檬酸钠溶液，煮沸10 min，继续搅拌20 min后，将溶液冷却至室温；
接下来，将500 mg BSA加入上述溶液，待完全溶解后继续加入40 mg硼氢化钠NaBH4，室温反应24 h；最后，将所得溶液离心洗涤，冷冻干燥，即成功制得BSA改性的AuNPs，并取3 mg制得的Au@BSA粉末溶于5 mL超纯水中备用。
4.如权利要求1所述的一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，所述Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO的制备，其特征在于，步骤如下：
取500 μL体积分数为12.5 %的戊二醛GA加入Au@BSA溶液中，室温下震荡3 h得到GA修饰的Au@BSA，然后将1 mL 0.1 M的Luminol加入其中反应2 h得到Luminol-Au@BSA；将2 mL包含40 mM EDC和10 mM NHS的混合溶液加入上述溶液中，4 oC下反应2 h，得到羧基活化的Luminol-Au@BSA；随后，将CuO溶于甲苯中，加入1 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷APTES，超声处理1 h后，将所得混合溶液移至高温高压反应釜中，90 oC下反应24 h，离心洗涤，得到CuO-NH2；接下来，将CuO-NH2溶于羧基活化的Luminol-Au@BSA溶液中，反应2 h后，将所得溶液离心洗涤，得到Luminol-Au@BSA-CuO，并将其溶于PH为7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS中备用；最后，将500 μL 10 μg/mL的Ab2加入上述溶液，4 oC下孵育12小时，即成功制得Ab2-Luminol-Au@BSA-CuO。
5.如权利要求1所述的一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，所述PCT的检测，其特征在于：
将银/氯化银Ag/AgCl电极作为参比电极、铂电极作为对电极、构建传感器作为工作电极组成三电极体系；将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，然后将上述三电极连接在化学发光检测仪的暗盒中，光电倍增管高压设置为600 V，扫描电压设置为0-0.6 V，扫描速率设置为0.1 V/s；使用10-100 mmol/L的H2O2溶液作为检测底液，利用三电极体系检测不同浓度PCT下的电化学发光信号强度；根据所得电化学发光信号强度值与PCT浓度对数的线性关系绘制工作曲线；
所述H2O2溶液，pH为6.0-8.5，利用10-100 μL的H2O2溶于10 mL 0.1 M的PBS配制。
6.如权利要求1所述的一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法，在血清样本中对PCT的检测，其特征在于：
在稀释的血清样品中加入不同浓度的PCT，采用标准加入法测定血清样品中PCT的相对标准偏差和回收率，所得血清样品中PCT的相对标准偏差为1.03-1.21 %，回收率为99.8-100.3 %，表明本发明可以用于实际样品检测，且结果准确可靠。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010020074.7A CN111208177A (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010020074.7A CN111208177A (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111208177A true CN111208177A (zh) | 2020-05-29 |
Family
ID=70785007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010020074.7A Pending CN111208177A (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种基于氧化铜和纳米铂增强鲁米诺发光的信号双放大型电化学发光传感器的构建方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111208177A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106066358A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-11-02 | 济南大学 | 一种高灵敏链霉素电化学适配体传感器的制备方法及应用 |
| CN106315660A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-11 | 天津工业大学 | 一种氧化铜纳米线的制备方法 |
| CN108802133A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-13 | 济南大学 | 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 |
| CN109507174A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-03-22 | 济南大学 | 基于姜黄素复合ZnO纳米粒子猝灭鲁米诺电化学发光传感器的制备 |
| CN109668874A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-23 | 济南大学 | 一种异鲁米诺功能化MOFs检测β-淀粉样蛋白的电化学发光免疫传感器的制备方法 |
| CN110231336A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 济南大学 | 一种石墨烯/聚苯胺纳米线阵列免疫传感器的制备方法及应用 |
-
2020
- 2020-01-09 CN CN202010020074.7A patent/CN111208177A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106315660A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-11 | 天津工业大学 | 一种氧化铜纳米线的制备方法 |
| CN106066358A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-11-02 | 济南大学 | 一种高灵敏链霉素电化学适配体传感器的制备方法及应用 |
| CN108802133A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-13 | 济南大学 | 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 |
| CN109668874A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-23 | 济南大学 | 一种异鲁米诺功能化MOFs检测β-淀粉样蛋白的电化学发光免疫传感器的制备方法 |
| CN109507174A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-03-22 | 济南大学 | 基于姜黄素复合ZnO纳米粒子猝灭鲁米诺电化学发光传感器的制备 |
| CN110231336A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 济南大学 | 一种石墨烯/聚苯胺纳米线阵列免疫传感器的制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (6)
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109507174B (zh) | 基于姜黄素复合ZnO纳米粒子猝灭鲁米诺电化学发光传感器的制备 | |
| CN110220888B (zh) | 一种三联吡啶钌功能化mof的电化学发光传感器的制备方法 | |
| CN108802133B (zh) | 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 | |
| CN108287187B (zh) | 一种电化学发光传感器 | |
| CN110823980B (zh) | 一种基于类过氧化酶催化银沉积检测gpc3的方法 | |
| CN112964763B (zh) | 电活性物质修饰mof复合材料的电化学免疫传感器及其制备与应用 | |
| CN104459132B (zh) | 一种基于金电沉积和Au@Ag/CuO-GS为标记物的胰腺癌免疫传感器的制备方法及应用 | |
| Qu et al. | A novel electrochemical immunosensor based on colabeled silica nanoparticles for determination of total prostate specific antigen in human serum | |
| CN110794017B (zh) | 一种检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法 | |
| CN113588752B (zh) | 一种电致化学发光适配体传感器的制备方法及应用 | |
| CN111208178A (zh) | 一种基于钴基金属有机框架物双重放大苝四羧酸信号构建电化学发光传感器的方法 | |
| CN110455786B (zh) | 一种基于CeO2@SnS2促进鲁米诺电致化学发光传感器的制备方法 | |
| CN105954339A (zh) | 一种基于CeO2@Cu2O/Au@Pt的夹心型免疫传感器的制备方法及应用 | |
| CN110220889B (zh) | 一种双猝灭原降钙素电化学发光传感器的制备方法 | |
| CN109613244B (zh) | 一种Ag@Pt-CuS标记的免疫传感器的制备方法及应用 | |
| CN110441535B (zh) | 一种基于Pd NCs功能化CuInOS检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法 | |
| CN110927226A (zh) | 一种基于二氧化铈和纳米铂双增强鲁米诺发光的电化学发光传感器的构建方法 | |
| CN106093396A (zh) | 一种基于Au‑GQD@PtPd的免疫传感器的制备方法及应用 | |
| CN114594258B (zh) | 用于小细胞肺癌nse检测的电化学适体传感器的制备方法及应用 | |
| CN112147193A (zh) | 一种金簇功能化铜钴材料检测肺癌的电致化学发光传感器的制备方法 | |
| CN108802390A (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 | |
| CN105241943B (zh) | 检测循环肿瘤细胞的电化学免疫传感器的制备及应用 | |
| CN114924074A (zh) | 一种用于检测乳腺癌her2的电化学免疫传感器及其检测方法 | |
| Sun et al. | Silver-functionalized gC 3 N 4 nanohybrids as signal-transduction tags for electrochemical immunoassay of human carbohydrate antigen 19-9 | |
| CN110530949B (zh) | 一种基于铜纳米簇-共振能量转移体系构建的免疫传感器的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200529 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |