CN111225958A - 导电防污涂层组合物 - Google Patents

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Abstract

描述了碳纳米管或石墨烯与蛋白质材料组合形成可涂覆在表面上的组合物。例如，所述组合物可用作电极上的涂层。所述涂层可以用捕获剂官能化，靶向特定分析物。除了导电之外，所述涂层还防止电极由非特异性结合引起的结垢和钝化。这允许涂覆的电极用于复杂基质中，例如，可以在生物流体和组织中发现的基质。涂覆的电极可反复再生和再利用。

Description

导电防污涂层组合物
相关申请
根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2017年7月27日提交的美国临时申请号62/537,829的优先权，以引用的方式将其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及用于制备导电涂层的组合物和方法及其用途。例如，用于电极的涂层，其防止电极表面的非特异性结合和积垢。
政府支持
根据美国国防部授予的合同W911NF-12-2-0036，在政府支持下完成了本发明。政府对本发明享有一定权利。
背景技术
分子诊断和分析依赖于捕获剂和感兴趣的靶标之间的特异性相互作用。虽然选择性是捕获剂对其靶标的亲和力的固有性质，但非特异性相互作用可显著降低分析的灵敏度并导致假阳性。
已将不同分子量的分子阻断剂用于限制表面上和/或溶液中可能发生的非特异性结合相互作用，所述分子阻断剂包括牛血清白蛋白(BSA)、酪蛋白、普朗尼克酸(pluronicacid)和聚(乙二醇)聚合物(PEG)等。例如，通常用BSA对夹心酶联免疫分析(ELISA)中使用的微量滴定板的表面进行阻断，以减少蛋白质在其表面上的非特异性吸附，并且通常也将BSA加入到分析期间使用的缓冲液中。
对于基于最终光学读数的分析(例如，吸光度、荧光、化学发光或电化学发光)，阻断剂不干扰最终测量。这是因为分析化学和测量完全解耦。分析在表面(例如，板、微珠和纳米颗粒)上进行，而最终的测量使用外部传感器进行。例如，在基于荧光的分析中，将预定波长的光照射在承载捕获剂的表面上，并且通过光电二极管或CCD传感器(即，传感器)对发射的光进行量化。在前述示例中，发生分子相互作用的表面充当被动支持体，并且对测量没有贡献。
由于在传感器表面上进行分析，当需要电化学读数时，出现了更具挑战性的情况。通常使用下述策略将捕获剂固定在电极的表面上，所述策略应当使其密度和取向最大化、防止非特异性相互作用并且同时保持电极以高灵敏度记录电化学信号能力。分子阻断剂已用于防止非特异性相互作用，但常常导致电极的钝化，并因此导致灵敏度的显著损失。因此，电化学传感器的现有使用涉及灵敏度和阻断之间的不断权衡，这需要艰难的优化。
最后，含有高浓度的蛋白质和/或生物淤积剂的复杂样品(例如，血液、血浆)在没有预先稀释的情况下不能被分析，因为它们将进一步阻断电极表面，这迅速导致电化学传感器的完全和不可逆钝化。重要的是，这是所有生物传感器(不仅仅是电化学传感器)必须规避的主要限制。
美国专利8,778,269描述了纳米电子电化学测试设备的制造，用于以多种方式在电化学方面检测生物分子。该专利未描述作为导电涂层的强变性和交联的复合材料，也未描述该制剂作为防污纳米复合材料的用途。
因此，需要能够在导电表面上使用的涂层，所述涂层能够容纳捕获剂、防止非特异性相互作用并保持电极以高灵敏度记录电化学信号的能力。本公开解决了这些需求中的一些。
发明内容
通常，本文所述的发明涉及可应用于导电表面并保护这些表面免受不期望的相互作用的组合物，所述不期望的相互作用阻碍或削弱其预期功能。例如，涂层可施加到电极上，提供可用于复杂基质(如血液和血浆)中的电极。此外，本文所述的一些实施方式允许在复杂基质中进行电化学测量，而无需复杂的纯化和稀释步骤。此外，本文所述的涂层可被灭菌、易于官能化、耐用且易于制备。
在一个方面，本发明包括具有排列成六方晶格的原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物，其中，蛋白质材料是不可逆变性的。例如，同素异形体可以是碳纳米管或石墨烯；或官能化材料，例如羧化碳纳米管(本文称为CNTs或CNT)、胺化碳纳米管、还原石墨烯氧化物(rGO)、羧化还原石墨烯氧化物(RG-羧化物)、胺化还原石墨烯氧化物(RG-氨基)；以及它们的混合物。任选地，蛋白质材料可以是BSA，并且任选地，蛋白质材料是交联的。组合物还可进一步包含捕获剂和/或导电表面(例如，电极表面)。
在另一方面，本发明涉及一种电极。电极包含导电表面，例如金属或玻璃碳。电极进一步包含具有排列成六方晶格的原子的碳的同素异形体和不可逆变性蛋白质材料的混合物，所述混合物涂覆在导电表面的至少一部分上。蛋白质材料可以是交联的。任选地，例如当涂覆在电极上时，混合物垂直传导的程度大于横向传导的程度。任选地，电极还可以是多路复用的。
在又一方面，本发明涉及一种制备电极涂层组合物的方法。该方法包括在溶液(例如，水溶液)中混合具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体(例如，羧化纳米管、还原石墨烯氧化物)和蛋白质材料。此外，蛋白质材料在与碳的同素异形体混合之前或之后不可逆地变性。任选地，该方法包括对碳的同素异形体和蛋白质混合物进行超声处理。此外，任选地，加热蛋白质材料，例如使材料变性。该方法还可以包括对蛋白质材料进行交联。任选地，该方法包括对碳的同素异形体和蛋白质混合物进行纯化。
最后，本发明的一个方面包括制备涂覆电极的方法。该方法包括用具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体(例如CNT、还原石墨烯氧化物)和蛋白质材料的混合物涂覆导电表面的至少一部分，其中蛋白质材料是不可逆变性的。任选地，该方法进一步包括对蛋白质材料进行交联。该混合物可以包含捕获剂。任选地，用碳同素异形体/蛋白质材料涂覆电极，然后例如用捕获剂官能化。
除了容纳捕获剂、防止电极的非特异性相互作用和结垢以及保持电极以高灵敏度记录电化学信号的能力之外，本文所述的发明还具有其它有用的性质和应用。例如，已经发现，涂层可以制成具有高度各向异性的导电性。由于涂层在电极之间不导电，可以利用这种各向异性来制造垂直导电但不横向导电(例如，相对于电极表面)的电极，从而允许相邻电极的阵列涂覆有可以跨越一个或多个电极的重叠涂层。由于覆盖几个电极的较大区域可以被涂覆，这使得涂层易于施加，并且可以保护整个表面(例如，电极、电极之间的绝缘体)，而不是小心地施加到单独的电极以避免在涂层横向导电的情况下的电接触。本文所述的涂覆电极也可用于先前在整个组织中长期无源电和电化学记录(passive electrical andelectrochemical recording)具有挑战性的地方。例如，用于神经元记录。其它应用包括可植入刺激或记录电极或生物传感器。在一些实施方式中，涂层是透明的，因此可应用于太阳能电池技术中并用作透明导体(例如ITO)的涂层。涂层也是耐用的并且可以被清洗和重复使用，而很少具有或没有传感器灵敏度的损失。
附图说明
图1是用BSA/CNT组合物(例如，“e.阻断剂(e.Block)”)涂覆并用捕获抗体(捕获Ab(Capture Ab))通过酰胺键官能化的金电极的高度示意图。该图还显示了用缀合至链霉亲和素-聚HRP的生物素化检测抗体检测的捕获的抗原IL6。牺牲的氧化还原活性剂3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显示(顶部)为被氧化(中间)和沉淀(底部，接近BSA/CNT)至电极表面上，在电极表面上其可以被电化学检测(例如，通过还原或例如在循环伏安法中使用的还原和氧化循环)。
图2是示出了一系列电极的来自磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)中的5mM铁/亚铁氰化物的氧化电流密度(条)和峰与峰电压差(实心圆标记)的电化学信号的图。从左到右：裸金电极；30min后为金+1％BSA；聚乙二醇硫醇官能化金电极的自组装单层(SAM)；30min后为SAM官能化电极+1％BSA；e.阻断剂涂覆的金电极；30min后为e.阻断剂+1％BSA；一周后为e.阻断剂+1％BSA；一个月后为e.阻断剂+1％BSA。
图3示出了可用于涂覆电极的材料的UV光谱。单壁碳纳米管(SWCNT)和变性的SWCNT在扫描区域几乎不显示吸收。BSA、变性的BSA和对比样品PTNTM在230nm和280nm处显示显著的吸收峰。变性的BSA/CNT系列在230nm和280nm波段显示出显著的减少。
图4是6个金传感器的阵列的荧光图像。该图像从上到下示出了未修饰的金传感器、用e.阻断剂+2.5％戊二醛孵育24小时的金传感器和用(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)/二环己基碳二亚胺(EDC/NHS)处理的传感器。传感器用绿色荧光蛋白(GFP)或PBS点样。
图5示出了用GFP、e.阻断剂+2.5％戊二醛(GA)和e.阻断剂+2.5％GA+EDC/NHS处理的金传感器的表面上的相对荧光像素强度的图。
图6示出了对于已经浸入至含BSA的溶液中的未处理和处理的金电极传感器而言的、在PBS中的5mM铁/亚铁氰化物的氧化电流密度(条)和峰与峰电压差(实心圆标记)的图。未处理的金在30min内被钝化，e.阻断剂处理显示出高电流密度，其显示在4天内电流密度没有变化，而对比处理显示在两个时间点没有显著的电流密度。
图7是示出了在O2等离子体灭菌后来自PBS缓冲溶液中的5mM铁/亚铁氰化物的氧化电流密度(条)和峰与峰电压差(实心圆标记)的电化学信号的图。从左到右，测量是裸金电极、用e.阻断剂修饰并用O2等离子体处理(0.3mbar，50瓦特，4分钟)的电极和在1％BSA中孵育1个月后的e.阻断剂涂覆和O2处理的电极信号。
图8是示出了在1％BSA存在下对于不同浓度的IL6记录的来自沉淀TMB的氧化的电化学信号的图。
图9是示出了用捕获抗-IL6官能化的芯片(chip)的性能的示意图，其在含1％BSA的溶液中储存一周，然后用于在含1％BSA的溶液中进行200pg/mL IL6的检测。
图10是示出了IL6检测分析后沉淀的TMB的氧化还原峰的伏安图。
图11是使用HCl·甘氨酸(HCl·Gly)再生的电极的伏安图。
图12是示出了在使用再生电极的IL6检测分析之后在PBS中沉淀的TMB的氧化还原峰的伏安图。
图13是示出了在针对未稀释的人血浆的胺化还原石墨烯(RG-氨基)/BSA和羧化还原石墨烯(RG-羧化物)/BSA涂层上的氧化还原溶液中记录的法拉第(Faradaic)氧化峰电流的条状图。
具体实施方式
本文提供的方法、组合物和结构部分基于碳纳米管和还原石墨烯氧化物与蛋白质材料的混合物的使用，以在施加至表面时形成导电和保护涂层。本发明允许形成电化学活性表面阻断剂，所述表面阻断剂在施加至电极表面时可防止非特异性相互作用。在一些实施例中，使蛋白质材料变性和交联，形成耐用的表面，所述表面可以在诸如血液和血清的复杂基质材料中反复地再修复和再使用。
在一些实施方式中，本发明包括电化学活性表面阻断剂，其可防止非特异性相互作用，同时保持电极表面活性，在本文中称为“e.阻断剂(e.Blocker/e.Block)。e.阻断剂由与变性的BSA混合的碳同素异形体(例如，碳纳米管、石墨烯和/或还原石墨烯氧化物)组成，以形成涂覆在电极表面上的BSA/CNT纳米复合材料。图1示出了本发明的实施方式。该图示出了已用e.阻断剂涂覆的金电极，所述e.阻断剂由CNT制造并用捕获抗体官能化。用缀合至链霉亲和素-聚HRP的生物素化检测抗体检测捕获的抗原IL6。TMB被描绘为被氧化、沉淀到电极表面上，在电极表面上其可被电化学检测(例如，通过还原或诸如在循环伏安法中使用的还原和氧化循环)。在一些实施方式中，纳米复合材料e.阻断剂可用于(i)阻断已经用捕获剂修饰的电极，或在一些实施方式中(ii)涂覆清洁电极并随后用捕获剂修饰。图1是说明性的，并且在不同的实施方式中，可以使用其它捕获剂和其它抗原或靶标。
图2示出了用本文所述的组合物涂覆清洁电极的结果。如图2所示，浸在1％BSA中的裸金电极仅需要30分钟就失去了其对溶液中存在的电化学示踪剂铁/亚铁氰化物响应的能力。在施用e.阻断剂(此处用CNT制成)之后，金传感器的灵敏度保持不变，仅下降10％。相比之下，SAM涂覆的电极损失超过其初始灵敏度的80％。此外，用e.阻断剂涂覆的电极在暴露于1％BSA超过1个月后保留85％的活性。裸电极和SAM涂覆的电极在暴露仅30分钟后绝缘。
如本文所使用的，“捕获剂”是与靶分子结合的天然或合成的受体(例如，分子受体)。在一些实施方式中，结合是特异性结合，使得它对靶标的选择性高于非靶标。例如，捕获剂和靶标之间的解离常数为至少约200nM、或者至少约150nM、或者至少约100nM、或者至少约60nM、或者至少约50nM、或者至少约40nM、或者至少约30nM、或者至少约20nM、或者至少约10nM、或者至少约8nM、或者至少约6nM、或者至少约4nM、或者至少约2nM、或者至少约1nM，或更大。在某些实施方式中，特异性结合是指捕获剂与其靶标结合而基本上不与样品/测试溶液中的任何其它物种结合的结合。
作为非限制性实例，捕获剂可以是抗体、adnectin、锚蛋白、其它拟抗体和其它蛋白骨架、核酸适体、核酸(例如，RNA或DNA适体)、蛋白质、肽、结合配偶体、寡糖、多糖、脂多糖、细胞代谢物、细胞、病毒、亚细胞颗粒、半抗原、药理学活性物质、生物碱、类固醇、维生素、氨基酸、avimer、模拟肽、激素受体、细胞因子受体、合成受体、糖或分子印迹聚合物。捕获剂对特定靶标或特定类的靶标(如毒素和生物分子)是选择性的。例如，靶标可以是离子、分子、低聚物、聚合物、蛋白质、肽、核酸、毒素、生物威胁剂(如孢子、病毒、细胞和蛋白质毒素)、碳水化合物(例如单糖、二糖、寡糖、多元醇和多糖)以及它们的组合(例如，包含它们的共聚物)。
在一些实施方式中，捕获剂是抗体。如本文所使用的，术语“抗体(antibody和antibodies)”包括多克隆抗体、单克隆抗体、人源化抗体或嵌合抗体、单链Fv抗体片段、Fab片段和F(ab)2片段。可以通过标准方法生产对感兴趣的靶标(例如，抗原)具有特异性结合亲和力的抗体。如本文所使用，术语“抗体”是指完整抗体或其结合片段，所述结合片段与完整抗体竞争特异性结合并且包括嵌合抗体、人源化抗体、完全人抗体和双特异性抗体。在一些实施方式中，通过重组DNA技术产生结合片段。在另外的实施方式中，通过完整抗体的酶促或化学切割产生结合片段。结合片段包括但不限于Fab、Fab'、F(ab')2、Fv和单链抗体。
在一些实施方式中，捕获剂的靶标可以是氧化还原活性的(例如，电活性捕获剂)并且由电极直接检测。例如，捕获剂通过电极促进对靶分析物的检测，这是由于其将分析物集中在电极的表面附近或表面处，在表面附近或表面处其可以通过电化学手段直接检测。在一些其它实施方式中，通过电化学手段间接检测靶标。例如，可以通过与直接或间接催化靠近电极表面的氧化还原反应的检测抗体、蛋白质或分子的结合来检测靶标。任选地，检测抗体、蛋白质或分子将牺牲性氧化还原活性分子沉积在随后电化学检测的电极表面上(例如，沉积在电极金属表面上的涂层上)。例如，检测抗体可以与氧化还原催化剂缀合，并且牺牲性氧化还原活性分子可以被氧化或还原并沉淀到电极表面上。在一些实施方式中，氧化还原活性催化剂是过氧化物酶(例如辣根过氧化物酶(HRP))，牺牲性氧化还原活性分子是3,3'-二氨基联苯胺(DMB)、2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)、邻苯二胺(OPD)、AmplexRed、3,3'-二氨基联苯胺(DAB)、4-氯-1-萘酚(4CN)、AEC、3,3,'5,5'-四甲基联苯胺(TMB)、高香草酸；鲁米诺(lumininol)、硝基蓝四氮唑(NBT)、氢醌、苯醌、它们的混合物、或者它们的混合物。实施方式包括已知的通过电化学可检测的免疫分析或它们的变型。任选地，还可以通过荧光对牺牲分子进行检测。
如本文所使用的，“导电表面”是大体积导电材料的外表面。例如金属片、棒、线、电极、触点等的任何表面。这可以包括多孔材料、抛光材料或具有任何表面粗糙度的材料、基本上平坦或具有一定曲率(例如，凹或凸)的表面。例如，导电表面包括作为不良导体或良好导体的非金属材料的表面，例如石墨、铟锡氧化物(ITO)、半导体、导电聚合物和用于制造电极的材料。例如，导电率可以在半导体(例如，约1×103S/m)和金属(例如，约5×107S/m)之间的范围内。在一些实施方式中，导电表面是涂覆有保护涂层(例如，e.阻断剂、CNT/BSA或rGO/BSA组合物)的电极的一部分，然后与对用于探测电化学响应的样品接触。
如本文使用的，“复杂基质”可以包括生物分子、分子、离子、细胞、生物体、无机材料、液体和组织。例如，复杂基质可包括生物流体(例如血液、血清、血浆、尿、唾液、间质液和胞质溶胶)和诸如来自生物体上的组织和活体组织切片(例如，植入物、诊断探针)。
如本文使用的，“阻断剂(blocking agent)”或“分子阻断剂(molecularblocker)”是用于防止非特异性相互作用的化合物。阻断剂可以是表面上的涂层，当其接触或浸入复杂基质中时，所述涂层防止表面的非特异性相互作用或结垢。表面可以包括捕获剂，例如直接附着于表面或附着于阻断剂的捕获剂。非特异性相互作用可包括靶分子与表面之间或溶液中其它组分之间不期望的任何相互作用。阻断剂可以是蛋白质、蛋白质混合物、蛋白质片段、肽或能够被动吸收到需要阻断的表面的其它化合物。例如，蛋白质(例如，BSA和酪蛋白)、泊洛沙姆(poloxamer)(例如，普朗尼克(pluronic))、基于PEG的聚合物和低聚物(例如，二甘醇二甲醚)、阳离子表面活性剂(例如，DOTAP、DOPE、DOTMA)。一些其它实例包括可商业获得的阻断剂或其中的组分，其可从例如Rockland Inc.(Limeric，PA)获得，例如：BBS鱼胶浓缩物、PBS鱼胶浓缩物、TBS鱼胶浓缩物、用于荧光蛋白质印迹的阻断缓冲液、BLOTTO、牛血清白蛋白(BSA)、ELISA微孔阻断缓冲液、山羊血清、IPTG(异丙基β-D-硫代半乳糖苷)诱导剂、正常山羊血清(NGS)、正常兔血清、正常大鼠血清、正常马血清、正常绵羊血清、硝基苯磷酸盐缓冲液(NPP)和RevitablotTM蛋白质印迹剥离缓冲液。
如本文所使用的，“电极”是电流通过其进入或离开介质的导体，其中介质是非金属的。例如，介质可以是复杂基质(例如，血液或血清)。电极可插入到组织(例如，哺乳动物组织)中/上，并与组织和/或其中/其上的流体接触。电极可以是大的(例如，具有大于1cm2、大于10cm2、大于100cm2的工作表面积)或者电极可以是小的(例如，具有低于1cm2、低于1mm2、低于100μm2、低于10μm2、低于1μm2的工作表面积)。工作表面积是与介质接触的面积，并且其中电流进入或离开介质。在一些实施方式中，电极是工作电极，并且电化学电池可以包括对电极和参比电极。
在一些实施方式中，电极是“多路复用”的，使得其被配置用于多路复用分析。如本文所使用的，“多路复用”分析可用于在分析的单次运行或循环期间同时测量多种分析物或信号，例如两种以上(例如，3种以上、5种以上、10种以上、50种以上、100种以上、1000种以上)。因此，可将电极配置为电极、微电极或电化学传感器的阵列，其中的每一个可独立地电连接到用于监测电信号的电路。例如，可将电极的阵列设置在排列于诸如半导体芯片(例如，感应器阵列芯片)的平坦表面上的多孔板(例如，微孔板)的底部、侧面或顶部，或者形成多电极阵列的一部分(例如，用于将神经元连接到电子电路)。在一些实施方式中，因为涂层由于传导的各向异性而在传感器之间不传导，如本文中所述的涂层(例如，e.阻断剂)可涂覆一个以上传感器，因此可对导体、传感器或电极的阵列进行涂覆以形成多路复用电极。
电极可以包括具有金属导电和半导体的材料。例如，电极可以包括金属、金属合金、半导体、掺杂材料、导电陶瓷和导电聚合物。不受到限制，电极材料可以包括碳(例如，石墨、玻璃碳、导电聚合物)、铜、钛、黄铜、汞、银、铂、钯、金、铑、锌、铅、锡、铁、铟锡氧化物(ITO)、硅、掺杂硅、II-VI半导体(例如，ZnO、ZnS、CdSe)、III-V半导体如(例如，GaAs、InSb)、陶瓷(例如，TiO2、Fe3O4、MgCr2O4)和导电聚合物(例如，聚(乙炔)、聚(对苯乙炔)、聚(芴)、聚亚苯基、聚芘、聚薁、聚萘、聚苯胺、聚氮杂卓(polyazepine)、聚吲哚、聚咔唑、聚(吡咯)、聚(噻吩)、和聚(3,4-乙烯二氧噻吩))、它们的组合、混合物和合金。在一些实施方式中，电极包括CNT和涂覆在包含上述材料的导电表面的至少一部分上的CNT(例如CNT和蛋白质材料的混合物)。在一些实施方式中，电极可以是电化学传感器。电极还可以包括绝缘组分，例如用于电和机械保护的绝缘体，从而为电极的部件赋予刚性和电绝缘性。
电化学方法是依靠电势、电荷或电流的变化来表征分析物的化学反应性的方法。一些实例包括电位测定法、控制电流库仑法、控制电位库仑法、电流滴定法、溶出伏安法、流体动力学伏安法、极谱法、固定电极伏安法、脉冲极谱法、电化学阻抗谱法和循环伏安法。使用耦合到用于收集、操纵和分析信号的电路和系统的电极或电化学传感器来检测信号。
如本文使用的，“蛋白质”材料包括蛋白质和肽、官能化的蛋白质、包含蛋白质的共聚物、它们的天然和合成变体、以及它们的混合物。例如，蛋白质材料可以是牛血清白蛋白(BSA)。
如本文使用的，“交联”是指在聚合物链之间形成一个或多个键，从而形成网状结构，例如凝胶或水凝胶。然后聚合物是“交联的”聚合物。结合可以通过氢键结合、共价结合或静电式。“交联剂”可以是桥连分子或离子，或者它可以是反应性物质，例如酸、碱或自由基生成剂。
对于分子交联剂，交联剂包含对许多基团具有反应性的至少两个反应性基团，包括伯胺、羧基、巯基、碳水化合物和羧酸。蛋白质和肽分子具有许多此类官能团，并因此可以使用此类交联剂容易地对蛋白质和肽进行缀合和交联。交联剂可以是同双官能的(具有相同的两个反应性末端)或异双官能的(具有两个不同反应性末端)。在一些实施方式中，交联剂是分子，例如戊二醛、己二亚氨酸二甲酯(DMA)、辛二亚氨酸二甲酯(DMS)、双磺基琥珀酰亚胺基辛二酸酯(Bissulfosuccinimidyl suberate)、甲醛、对-叠氮苯甲酰肼、N-5-叠氮基-2-硝基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、N-[4-(对-叠氮基水杨酰胺基)丁基]-3'-(2'-吡啶基二硫代)丙酰胺、对-叠氮苯基乙二醛一水合物、双[b-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫化物、双[2-(琥珀酰亚胺氧羰基氧基)乙基]砜、1,4-二[3'-(2'-吡啶基二硫代)丙酰胺基]丁烷、二硫代双(琥珀酰亚胺基丙酸酯)、二琥珀酰亚胺基辛二酸酯、二琥珀酰亚胺基酒石酸酯、3,3'-二硫代双(磺基琥珀酰亚胺基丙酸酯)、3,3'-二硫代双(磺基琥珀酰亚胺基丙酸酯)1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐、乙二醇双(琥珀酰亚胺基琥珀酸酯)、N-(E-马来酰亚胺基己酸酰肼)、[N-(E-马来酰亚胺己酸)-琥珀酰亚胺酯]、N-马来酰亚胺丁酸琥珀酰亚胺酯、HCl羟胺、马来酰亚胺-PEG-琥珀酰亚胺羧甲基酯、间-马来酰亚胺苯甲酰-N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-羟基琥珀酰亚胺基-4-叠氮水杨酸、N-(对-马来酰亚胺苯基异氰酸酯)、N-琥珀酰亚胺基(4-碘乙酰基)氨基苯甲酸酯、4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯、4-(对-马来酰亚胺苯基)丁酸琥珀酰亚胺酯、二磺基琥珀酰亚胺酒石酸酯(SulfoDisulfosuccinimidyl Tartrate)、[N-(E-马来酰亚胺己酸)-磺基琥珀酰亚胺酯、N-马来酰亚胺丁酸磺基琥珀酰亚胺酯、N-羟基磺基琥珀酰亚胺基-4-叠氮苯甲酸酯、间-马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基磺基琥珀酰亚胺酯、磺基琥珀酰亚胺基(4-叠氮基苯基)-1,3-二硫代丙酸酯、磺基琥珀酰亚胺基2-(间-叠氮基-邻-硝基苯甲酰胺基)-乙基-1,3'-二硫代丙酸酯、磺基琥珀酰亚胺基6-(4'-叠氮基-2'-硝基苯基氨基)己酸酯、磺基琥珀酰亚胺基-2-(对-叠氮基水杨酰胺基)乙基-1,3-二硫代丙酸酯、N-(磺基琥珀酰亚胺基(4-碘乙酰基)氨基苯甲酸酯)、磺基琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸酯、磺基琥珀酰亚胺基4-(对-马来酰亚胺基苯基)丁酸酯和它们的混合物。在一些实施方式中，交联剂是单乙二醇二缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚。在一些实施方式中，交联剂是同双官能交联剂，如戊二醛。
如本文所使用的，“变性”是指对蛋白质的四级、三级和二级分子结构从其天然、原始或自然状态进行修饰的过程。例如，通过断裂负责蛋白质在其天然状态下的高度有序结构的弱键(例如，氢键)。该过程可以通过例如如下完成：物理手段，例如通过加热、超声处理或剪切；化学手段，例如酸、碱、无机盐和有机溶剂(例如，醇、丙酮或氯仿)；以及辐射。变性的蛋白质(如酶)失去其原始的生物活性。在一些情况下，变性过程是可逆的，使得通过重新形成原始键合相互作用，至少恢复到蛋白质的原始生物学功能的程度，来恢复蛋白质分子结构。在其它情况下，变性过程是不可逆的(irreversible)或非可逆的(non-reversible)，使得蛋白质的原始功能和生物功能不被恢复。例如在变性之后，交联可以减少或消除变性过程的可逆性。
变性程度可以表示为已经变性的蛋白质分子的百分比，例如摩尔百分比。一些变性方法可以比其它方法更有效。例如，在一些条件下，应用于BSA的超声处理可使约30％-40％的蛋白质变性，并且变性是可逆的。当BSA变性时，它经历两个结构阶段。第一阶段是可逆的，而第二阶段是不可逆的(例如，非可逆的)，但不一定导致有序结构的完全破坏。例如，加热至65℃可视为第一阶段，随后高于65℃的加热可视为第二阶段。在较高的温度下，观察到进一步的转变。在一些实施方式中，通过加热至高于约65℃(例如，高于约70℃、高于约80℃、高于约90℃、高于约100℃、高于约110℃、高于约120℃)、低于约200℃(低于约190℃、低于约180℃、低于约170℃、低于约160℃、低于约150℃)并持续至少1分钟(例如，至少约2分钟、至少约3分钟、至少约4分钟、至少约5分钟、至少约10分钟或至少约20分钟)但低于约24小时(例如，低于约12小时、低于约10小时、低于约8小时、低于约6小时、低于约4小时、低于约2小时、低于约1小时)，对BSA进行变性。实施方式包括本文所述的任何范围，例如高于约90℃但低于约150℃加热并持续至少2分钟但低于一小时。
在一些实施方式中，本文所述的组合物和结构中使用的蛋白质材料是至少约20％至约100％(例如，20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％)变性的。在一些实施方式中，低于50％的变性蛋白质回复到其天然状态(例如，低于40％、低于30％、低于20％、低于10％、低于1％)。因此，变性的可逆性可以描述为50％可逆、40％可逆(60％不可逆)、30％可逆(70％不可逆)、20％可逆(80％不可逆)、10％可逆(90％不可逆)或甚至0％可逆(100％不可逆)。
本文使用的“碳纳米管”和“石墨烯”是具有排列成六方蜂窝晶格的sp2碳原子的碳的同素异形体。单层石墨烯是二维材料，并且是单层石墨。如本文所使用的，多于一层的石墨烯可以称为石墨烯，例如在1层至200层之间(例如，约1层至100层、约1层至50层、约1层至10层)。碳纳米管是中空圆柱形结构，形成为卷成圆柱形的石墨烯片。如下所述，碳的同素异形体可以包括一些官能化，例如氧、羧化物、环氧化物、胺、酰胺和它们的组合。
在清洁金属表面上使用化学气相沉积和通过纯石墨的剥离，可以生产高纯度的石墨烯。石墨的剥离方法包括使用粘合剂，将粘合剂反复压在石墨表面上直到获得几层或甚至一层。这些方法可能是费力和不切实际的，尽管它们可以产生纯的石墨烯(例如，大于99wt.％的碳)。如下文将描述的，还原石墨烯氧化物(rGO)可用于石墨烯有用的许多应用中，因为其具有相似的电、化学和机械性能。还原石墨烯也具有一些优点，例如可用于进一步化学转化的基于化学反应性氧的基团。此外，可以更有效地制备rGO。在任何情况下，纯石墨烯和还原石墨烯氧化物都可以用在用于制造e.阻断剂和涂覆电极的实施方式中。
形成石墨烯氧化物的有效方法是石墨氧化物的剥离。如本文使用的，“石墨烯氧化物”是可由石墨烯的氧化或石墨氧化物的剥离形成的材料。在生产石墨烯氧化物的第一步骤中，石墨被氧化。已知一些氧化方法，已知的一种常见方法称为Hummers和Offeman方法，其中石墨用硫酸、硝酸钠和高锰酸钾(一种非常强的氧化剂)的混合物处理。已知其它方法更有效，通过使用增加量的高锰酸钾并加入与硫酸组合的磷酸来替代加入硝酸钠，达到70％氧化的水平。石墨烯氧化物的剥离提供石墨氧化物，并且可以通过几种方法进行。超声处理可以是一种非常省时的剥离石墨氧化物的方法，在剥离石墨烯(几乎达到完全剥离的水平)方面非常成功，但它也可能严重损害石墨烯薄片，使其表面尺寸从微米减小到纳米，还会产生各种各样的石墨烯薄片尺寸。机械搅拌是一种破坏性小得多的方法，但可能需要更长的时间来完成。
石墨氧化物和石墨烯氧化物在化学上是非常相似的，但在结构上它们是非常不同的。两者都是具有可变比例的碳、氧和氢的化合物。在最高氧化态下，氧量可高达约60wt％。氢的量根据官能化(例如环氧桥、羟基和羧基的数目)而变化。石墨氧化物和石墨烯氧化物之间的主要差异是化合物的个别原子层之间的晶面距，其由水嵌入引起。由氧化过程引起的这种增加的间距也破坏了SP2键合网络，这意味着石墨氧化物和石墨烯氧化物通常都被描述为电绝缘体。
还原石墨烯氧化物(rGO)是通过热、化学或电处理由石墨烯氧化物的还原而制备的。例如，用以下来处理石墨烯氧化物：肼、氢等离子体、水中加热、高温加热(例如，在氮/氩下)和电化学还原。理想地，石墨烯可以是仅包含碳的单个碳层，而还原石墨烯氧化物是类似的，但是包含一定程度的氧官能化。氧的量取决于还原程度，并且在一些材料中可以在约50wt％和约1wt.％之间变化(例如，在约30wt.％和约5wt.％之间)。
还原石墨烯氧化物可被官能化或包含官能团。例如，还原石墨烯氧化物通常包含羧基和羟基形式的氧。在一些形式中，羧基和羟基位于rGO薄片的边缘。如本文所使用，羧化还原石墨烯氧化物可以指具有羧基的还原石墨烯氧化物。在一些实施方式中，归因于羧基的氧的量为约30wt.％至约0.1wt.％(例如，约10wt.％至约1wt.％)。其它形式的功能化也是可能的。例如，胺官能化的rGO可以通过改进的Buchere反应形成，其中使用催化剂(如亚硫酸氢钠)使氨和石墨烯氧化物反应，或者可以用对苯二胺打开石墨烯氧化物上的环氧基团。在一些实施方式中，氮的量在约30wt.％和0.1wt.％之间(例如，在约10wt.％和1wt.％之间)。
例如，管状碳纳米管具有纳米尺度的直径，例如处于约0.2nm和约20nm之间、优选处于约0.5nm和约10nm之间、更优选处于约1nm和约5nm之间。这些可以是单壁碳纳米管(SWCNT)、多壁碳纳米管(MWCNT)(例如，具有连续增加的直径的2个以上嵌套管的集合，或它们的混合物)。MWCNT的直径可以大于SWCNT，例如在约1nm和约100nm之间(例如，在约1nm和约50nm之间、在约10nm和20nm之间、在5nm和15nm之间、在约30nm和50nm之间)。取决于如何卷起前体石墨烯片以制造作为碳纳米管的无缝圆柱体，可以制造碳纳米管的不同异构体，例如指定为扶手椅式构型(armchair configuration)、手性构型和Z字形构型(zigzagconfiguration)。
碳纳米管和还原石墨烯氧化物可以包括嵌入材料，例如离子和分子。在一些实施方式中，碳纳米管可以例如通过氧化在表面上形成羧酸基团而官能化，提供CNT。此外，在一些实施方式中，可通过与CNT或rGO上存在的羧酸基团的缩合反应(例如，与醇和胺)、与羧酸基团的静电相互作用(例如，钙介导的偶联或季胺、质子化的胺-羧化物相互作用、通过阳离子聚合物或表面活性剂)或通过羧酸基团的氢键合(例如，与脂肪酸和其它氢键合分子)，对碳纳米管和rGO进行进一步修饰。官能化可以是部分的(例如，其中可用的羧酸基团的低于90％、低于80％、低于60％、低于50％、低于40％、低于30％、低于20％、低于10％、高于10％、高于20％、高于30％、高于40％、高于50％、高于60％、高于70％、高于80％被官能化)或全部的，例如使基本上所有的羧酸(例如，大于90％、大于95％、大于99％的可用的羧酸基团)官能化。在一些实施方式中，可以用氧化还原活性化合物或片段(例如，茂金属、紫罗碱)、抗体、DNA链、RNA链、肽、抗体、酶、分子受体、它们中的一种的片段或它们的组合进行官能化。
具有六方晶格碳原子的碳的同素异形体(例如CNT和rGO)能够向本文所述的组合物和结构赋予电活性(例如，导电性)。其它导电元件如纯石墨烯、富勒烯、导电和半导电颗粒、棒、纤维和纳米颗粒(例如，金)以及导电聚合物(例如，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺)也可用于代替CNT和rGO或与CNT共混/组合以调节(例如，改善)导电性、改善稳定性和/或改善涂层的稳定性。
有趣的是，本文所述的一些实施方式在导电性方面显示出各向异性。在一些实施方式中，涂层在垂直于电极表面的方向(在本文中等同于“垂直”)上传导的程度大于在平行于或相切于电极表面的方向(在本文中等同于“横向”)上传导的程度。在笛卡尔坐标(Cartesian coordinate)中，这可以对应于在z方向(垂直于电极表面)上比在x和y方向(例如，x和y指向矢量的组合)上更高的传导。例如，在垂直方向上的电导率比横向方向上的电导率高至少两倍(例如，至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少10倍、至少100倍、至少1000倍)。
如本文中使用的，术语“包含”或“包括”用于指对于所要求保护的发明而言是必要的组合物、方法及其各自的组分，但开放至包括非指定的要素，无论是否必要。
如本文所使用的，术语“基本上由……组成”是指给定实施方式所需的那些要素。该术语允许实质上不影响所要求保护的本发明的该实施方式的基本和新颖或功能特性的要素的存在。
术语“由……组成”是指本文中描述的组合物、方法及其各自组分排除在所述实施方式的描述中未列举的任何要素。
除非上下文另有明确规定，本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“a”、“an”和“the”包括复数引用。因此，例如，对“方法”的引用包括本文所述类型的一个或多个方法和/或步骤，和/或在阅读本公开等之后对本领域技术人员将变得显而易见的方法和/或步骤。同样地，除非上下文另有明确规定，词语“或”旨在包括“和”。
除操作实例之外或另有说明的情况下，本文中使用的所有表示成分数量或反应条件的数字应理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。在与百分比结合使用时，术语“约”可意为所指数值的±5％(例如，±4％、±3％、±2％、±1％)。
在提供数值范围的情况下，本文将该范围的上限和下限之间的每个数值公开并考虑在内。
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应当理解，本发明不限于本文所述的特定方法、方案和试剂等，因此可以改变。本文使用的用词仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求书限定。
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本文所述的各个方面的实施方式可通过以下编号的段落来说明。
1.一种组合物，所述组合物包含具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物，其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
2.如段落1所述的组合物，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
3.如段落1或2所述的组合物，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
4.如段落3所述的组合物，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
5.如段落3所述的组合物，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
6.如段落1-5中任一段所述的组合物，其中，所述蛋白质材料是交联的。
7.如段落1-6中任一段所述的组合物，其中，所述蛋白质材料是牛血清白蛋白(BSA)。
8.如段落1-7中任一段所述的组合物，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
9.如段落1-8中任一段所述的组合物，所述组合物进一步包含导电表面。
10.一种电极，所述电极包含：
导电表面；以及
涂覆在所述导电表面的至少一部分上的具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物，并且其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
11.如段落10所述的电极，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
12.如段落10所述的电极，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
13.如段落12所述的电极，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
14.如段落12所述的电极，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
15.如段落10-14中任一段所述的电极，其中，所述蛋白质材料是交联的。
16.如段落10-15中任一段所述的电极，其中，所述蛋白质材料是BSA。
17.如段落10-16中任一段所述的电极，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
18.如段落10-17中任一段所述的电极，其中，所述混合物垂直传导的程度大于横向传导的程度。
19.如段落10-18中任一段所述的电极，其中，所述电极是多路复用的。
20.一种制备电极涂层组合物的方法，所述方法包括：
在溶液中混合具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料，其中，在与所述碳的同素异形体混合之前或之后，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
21.如段落20所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
22.如段落20所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
23.如段落22所述的方法，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
24.如段落22所述的方法，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
25.如段落20-24中任一段所述的方法，所述方法进一步包括对所述碳的同素异形体和蛋白质混合物进行超声处理。
26.如段落20-25中任一段所述的方法，其中，通过热的施加使所述蛋白质材料变性。
27.如段落20-26中任一段所述的方法，所述方法进一步包括对所述蛋白质材料进行交联。
28.如段落20-27中任一段所述的方法，其中，所述蛋白质材料是BSA。
29.如段落20-28中任一段所述的方法，所述方法进一步包括对所述碳的同素异形体和蛋白质混合物进行纯化。
30.如段落20-29中任一段所述的方法，其中，所述溶液是水溶液。
31.一种制备涂覆电极的方法，所述方法包括：
用具有排列成六方晶格的原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物涂覆导电表面的至少一部分，其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
32.如段落31所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
33.如段落31所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
34.如段落33所述的方法，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
35.如段落33所述的方法，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
36.如段落31-35中任一段所述的方法，所述方法进一步包括对所述蛋白质材料进行交联。
37.如段落31-36中任一段所述的方法，其中，所述蛋白质材料是BSA。
38.如段落31-36中任一段所述的方法，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
实施例
采用碳纳米管的e.阻断剂
用碳纳米管制备e.阻断剂
将羧化碳纳米管(1.7mg)和5mg的BSA混合在1mL磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)中。随后在室温下在探头超声波仪(probe sonicator，125瓦特和20KHz)中以50％振幅通过超声30分钟来均化该溶液。随后在105℃下进行5分钟的热变性步骤，随后重复超声步骤以进一步均化混合物。在16.1g的相对离心力下通过离心15分钟来分离CNT聚集体。分离含有e.阻断剂的上清液并保存以进一步使用，同时弃去沉淀的CNT。
在一些任选的实施方式中，BSA可以在第一步骤中变性，例如通过如上所述的加热。随后，可将CNT加入到溶液中并均化。
在这两个任选的实施方式中，CNT可以用共价连接至CNT的化学基团或分子受体(例如，抗体、DNA链)来官能化。
为了测试变性的效果，采用美国专利8,778,269(通过引用的方式引入本文)中描述的条件来制备阻断剂。为此，在PBS中制备BSA(5mg/ml)和羧基官能化的单壁碳纳米管(0.1mg/ml)的混合物，并在室温下在探头超声波仪(125瓦特和20KHz)中以50％振幅超声30分钟。因此，在本实施例中没有使用用于制备e.阻断剂的热变性步骤。随后，在16.1g的相对离心力下将混合物离心15分钟。收集上清液(称为“PTNTM”)并保存以进一步使用，同时弃去沉淀物。
e.阻断剂在UV光区域中的吸收显示出不同批次之间的可再现光谱。图3示出了在230nm和280nm处存在谱带的轻微下降(变性第0天的BSA/CNT为虚线，第5天的BSA/CNT为三角形线，变性第9天的BSA/CNT为点划线)，其表明BSA的变性。在原始BSA(实心黑线)、变性的BSA(正方形标记线)或PTNTM(圆形标记线)中未观察到表明蛋白质无规卷曲分布的这种特异性转变，所有这些都显示峰在230nm和280nm附近。这些结果表明，CNT的贡献和变性步骤对于制备e.阻断剂的制剂都是非常有益的。SWCNT(菱形标记线)和变性的SWCNT(虚线)显示在扫描区域中几乎没有吸附。
具有e.阻断剂的传感器的涂层
在涂覆电极表面之前，将e.阻断剂与戊二醛(GA)混合至最终浓度为2.5％，并立即将混合物滴铸到电化学传感器上。然后将该组合在水饱和气氛下孵育24小时的时间段，然后用PBS彻底漂洗。这提供了稳定的、化学惰性的并且如果需要可以用生物受体官能化的涂层。图4是6个金传感器的阵列的荧光图像。该图像从上到下示出了未修饰的金传感器、用e.阻断剂+2.5％戊二醛(GA)孵育24小时的金传感器和用e.阻断剂、2.5％GA和(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)/二环己基碳二亚胺(EDC/NHS)处理以使分子受体能够通过碳二亚胺偶联固定的传感器。用一滴0.46mg/ml的绿色荧光蛋白(GFP)对在“GFP”标记下显示的传感器进行点样，并在4℃下孵育过夜。将在“PBS”标记下显示的传感器用PBS点样，作为阴性对照。图5示出了与PBS对照相比每个传感器表面上的相对荧光像素强度。与金电极相比，用e.阻断剂和2.5％GA修饰的传感器显示荧光没有显著增强，表明用GA处理的e.阻断剂的反应性是可忽略的。与此相反，在点样之前用EDC/NHS活化的表面显示出强荧光信号，证明了通过碳二亚胺偶联将分子受体共价固定在e.阻断剂上的能力。
也在金传感器上对对比样品PTNTM进行了测试。将PTNTM滴铸在金传感器的表面上，并在水饱和气氛中孵育24小时的时间段，然后使用PBS彻底冲洗。省略了与GA的交联。在该处理之后，对涂层进行电化学表征，并且仅在所测试的4个电极中的1个中显示电流。在含1％BSA的溶液中，未处理的、e.阻断剂处理的和PTNTM处理的5mM铁/亚铁氰化物结果的氧化电流密度(条)和峰与峰距离(实心圆标记)的比较示于图6中。正如所示，未处理的金被快速钝化(30分钟)；e.阻断剂显示出高电流密度，在4天内没有显著变化；而PTNTM显示出在5小时内不变的低初始电流。
灭菌
涂有e.阻断剂的传感器可以用氧等离子体处理(0.3mbar，50瓦特，4分钟)，并保持其活性至少一个月。图7示出了在裸金电极、用e.阻断剂修饰并用O2等离子体处理(0.3mbar，50瓦特，4分钟)的电极处测量的，来自PBS缓冲溶液中的5mM铁/亚铁氰化物的氧化电流密度和峰与峰距离的电化学信号以及这些电极在1％BSA中孵育1个月后的信号。例如，这对于细胞接种前的表面灭菌是有用的。
官能化
涂覆有e.阻断剂的电极可以通过EDC/NHS偶联化学进行官能化而不损害涂层的稳定性。e.阻断剂涂覆的传感器用捕获抗-IL6官能化(图1)并且能够以高灵敏度对含有1％BSA的基质中IL6的存在进行定量。图8是示出了在1％BSA存在下对于不同浓度的IL6记录的来自沉淀TMB的氧化的电化学信号的图。检测范围跨越至少三个数量级，从至少10pg/mL到1000pg/mL。
没有e.阻断剂，电化学活性化合物从特定电极的扩散将积聚在相邻的控制电极上。e.阻断剂的防污性能允许减少控制传感器中的信号，并因此改进检测极限的减少。由于具有良好的防污性能，可以方便地制备抗体官能化的e.阻断剂修饰的传感器，并在1％BSA中储存至少1周，保持电化学活性和灵敏度。这对于稳定固定的受体和延长传感器的保存期限同时保持电活性也是特别相关的。此外，如下所述，通过简单地用10mM HCl·甘氨酸冲洗电极，抗体官能化的e.阻断剂表面的完全再生是可能的。
图9是示出了用捕获抗-IL6官能化的金电极表面的性能的示意图，其储存在1％BSA中一周，然后用于在含有1％BSA的基质中进行200pg/mL IL6的检测。该图示出了处于四种不同状态的电极：状态10示出了具有捕获的IL6和检测抗体的电极，状态20示出了电极沉淀和电化学检测TMB，状态30示出了用10mM HCl·Gly洗涤后的电极(其中捕获抗体、TMB和IL6已被洗掉)，状态40示出了电极再次用于使用检测抗体和TMB检测IL6。图10、图11和图12是使用图9所示状态的电极产生的伏安图。图10所示的伏安图示出了20(图9)所示的IL6检测分析后沉淀的TMB的氧化还原峰，其中峰值电流为258nA。纯TMB呈现两个非常清楚的可逆氧化还原峰。表面的再生产生图11所示的伏安图，对应于电极状态30(图9)，并且没有氧化还原峰(高于基线0nM)。重复分析示于图12所示的伏安图中，对应于电极状态40(图9)。两个非常清楚的氧化还原峰再次对应于TMB并且显示电极已经再生。190nA的峰值电流对应于原始信号的74％。这些实验显示，该传感器可以再生和再利用，以用最小的灵敏度损失检测溶液中的IL-6。
具有还原石墨烯氧化物的e.阻断剂
用还原石墨烯氧化物制备e.阻断剂
胺修饰的还原石墨烯氧化物(RG-氨基)(产品编号805432)和羧化还原石墨烯氧化物(RG-羧化)(产品编号805424)购自Sigma-Aldrich(Milwaukee，WI)。在1mL磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)中混合1.7mg羧化或胺化还原石墨烯氧化物和5mg的BSA。随后在室温下在探头超声波仪(125瓦特和20KHz)中以50％振幅通过超声30分钟来均化该溶液。随后在105℃下进行5分钟的热变性步骤。还原的石墨烯聚集体在16.1g的相对离心力下通过离心15分钟而分离。分离含有e.阻断剂的上清液并保存以进一步使用，同时弃去沉淀的还原石墨烯。
电极表面的涂层
可将用CNT制成的e.阻断剂进行涂覆所使用的相同方法用于用还原石墨烯制成的e.阻断剂来涂覆电极。因此，在涂覆电极表面之前，将e.阻断剂与戊二醛(GA)混合至2.5％的最终浓度，并将混合物立即滴铸在电化学传感器上。将该组合孵育24小时的时间段，然后用PBS彻底冲洗。
使用还原石墨烯e.阻断剂的结果
还原石墨烯为制备e.阻断剂提供了CNT的替代物。已经举例说明了由两种不同类型的还原石墨烯制成的e.阻断剂，即胺化还原石墨烯和羧化还原石墨烯。用e.阻断剂修饰的电化学表面用未稀释的人血浆孵育60分钟。在孵育之前和之后，监测在PBS中5mM铁/亚铁氰化物的氧化峰电流。图13证明了用还原石墨烯制成的两种类型的e.阻断剂在用人血浆孵育后表现出传感器灵敏度的有限降低，因此保持了大部分的电极导电性。

Claims (38)

1.一种组合物，所述组合物包含具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物，其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
4.如权利要求3所述的组合物，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
5.如权利要求3所述的组合物，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述蛋白质材料是交联的。
7.如权利要求1所述的组合物，其中，所述蛋白质材料是牛血清白蛋白(BSA)。
8.如权利要求1所述的组合物，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
9.如权利要求1所述的组合物，所述组合物进一步包含导电表面。
10.一种电极，所述电极包含：
导电表面；以及
涂覆在所述导电表面的至少一部分上的具有排列成六方晶格的原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物，并且其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
11.如权利要求10所述的电极，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
12.如权利要求10所述的电极，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
13.如权利要求12所述的电极，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管或胺化碳纳米管。
14.如权利要求12所述的电极，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
15.如权利要求10所述的电极，其中，所述蛋白质材料是交联的。
16.如权利要求10所述的电极，其中，所述蛋白质材料是BSA。
17.如权利要求10所述的电极，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
18.如权利要求10所述的电极，其中，所述混合物垂直传导的程度大于横向传导的程度。
19.如权利要求10所述的电极，其中，所述电极是多路复用的。
20.一种制备电极涂层组合物的方法，所述方法包括：
在溶液中混合具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料，其中，在与所述碳的同素异形体混合之前或之后，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
24.如权利要求22所述的方法，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
25.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括对所述碳的同素异形体和蛋白质混合物进行超声处理。
26.如权利要求20所述的方法，其中，通过热的施加使所述蛋白质材料变性。
27.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括对所述蛋白质材料进行交联。
28.如权利要求20所述的方法，其中，所述蛋白质材料是BSA。
29.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括对所述碳的同素异形体和蛋白质混合物进行纯化。
30.如权利要求20所述的方法，其中，所述溶液是水溶液。
31.一种制备涂覆电极的方法，所述方法包括：
用具有排列成六方晶格的碳原子的碳的同素异形体和蛋白质材料的混合物涂覆导电表面的至少一部分，其中，所述蛋白质材料是不可逆变性的。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是官能化材料。
33.如权利要求31所述的方法，其中，所述碳的同素异形体是碳纳米管、还原石墨烯氧化物或其混合物。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述碳纳米管是羧化碳纳米管(CNT)或胺化碳纳米管。
35.如权利要求33所述的方法，其中，所述还原石墨烯氧化物是羧化还原石墨烯氧化物或胺化还原石墨烯氧化物。
36.如权利要求31所述的方法，所述方法进一步包括对所述蛋白质材料进行交联。
37.如权利要求31所述的方法，其中，所述蛋白质材料是BSA。
38.如权利要求31所述的方法，其中，所述混合物进一步包含捕获剂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112505121A (zh) * 2020-12-11 2021-03-16 江苏知至生物科技有限公司 一种抗干扰光电化学疾病标志传感器及其制备方法与应用

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220403451A1 (en) * 2019-10-31 2022-12-22 President And Fellows Of Harvard College On-chip assay strategy for the development of electrochemical readout for crispr-cas diagnostics
KR102254285B1 (ko) * 2020-01-02 2021-05-24 고려대학교 산학협력단 아밀로이드-그래핀 하이브리드 웨어러블 센서 및 그 제조방법
EP4263728A1 (en) * 2020-12-17 2023-10-25 President And Fellows Of Harvard College Applications, methods and tools for development, rapid preparation and deposition of a nanocomposite coating on surfaces for diagnostic devices including electrochemical sensors
EP4019971B1 (en) * 2020-12-28 2023-11-08 University of Plymouth Label-free electrochemical biosensor for detection of bodyfluid based biomarkers
KR102680333B1 (ko) * 2021-11-03 2024-07-01 국립부경대학교 산학협력단 Mc-lr 검출용 페이퍼 센서
WO2024057271A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Politecnico Di Milano Bio-nanocomposite material
WO2024107937A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-23 President And Fellows Of Harvard College Antimicrobial coating for medical devices with high electroconductivity and biocompatibility

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971901A (en) * 1987-01-24 1990-11-20 Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. Process for preparing enzyme electrodes
WO1997032571A1 (en) * 1996-03-06 1997-09-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Functionalized nanotubes
US6140045A (en) * 1995-03-10 2000-10-31 Meso Scale Technologies Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing
US20040202603A1 (en) * 1994-12-08 2004-10-14 Hyperion Catalysis International, Inc. Functionalized nanotubes
US20080009002A1 (en) * 2004-11-09 2008-01-10 The Regents Of The University Of California Analyte Identification Using Electronic Devices
CN101426589A (zh) * 2004-05-07 2009-05-06 艾考斯公司 通过选择性化学修饰将碳纳米管涂层形成图案
WO2013157917A2 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Institut Penyelidikan Dan Kemajuan Pertanian Malaysia (Mardi) A biosensor and preparation method thereof
CN105606684A (zh) * 2016-02-01 2016-05-25 盐城工学院 一种基于蛋白质的石墨烯-单壁碳纳米管-纳米金复合物的制备方法及其应用
WO2017082253A1 (ja) * 2015-11-09 2017-05-18 東レ株式会社 センサ
WO2017106797A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Purdue Research Foundation Grid coatings for capture of proteins and other compounds

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572901A (en) * 1983-06-23 1986-02-25 Children's Hospital Medical Center Of Northern California Method and composition for protein immobilization
JP3837428B2 (ja) * 2002-11-07 2006-10-25 三洋電機株式会社 カーボンナノチューブ構造体およびその製造方法
WO2005048834A1 (en) * 2003-11-13 2005-06-02 Medtronic Minimed, Inc. Long term analyte sensor array
JPWO2009133679A1 (ja) * 2008-04-30 2011-08-25 日本電気株式会社 バイオセンサ用電極の製造方法、バイオセンサの製造方法、およびバイオセンサ
KR20160127207A (ko) * 2015-04-23 2016-11-03 서강대학교산학협력단 산화 그래핀 및 알부민을 포함하는 약물 전달체

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971901A (en) * 1987-01-24 1990-11-20 Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. Process for preparing enzyme electrodes
US20040202603A1 (en) * 1994-12-08 2004-10-14 Hyperion Catalysis International, Inc. Functionalized nanotubes
US6140045A (en) * 1995-03-10 2000-10-31 Meso Scale Technologies Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing
WO1997032571A1 (en) * 1996-03-06 1997-09-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Functionalized nanotubes
CN101426589A (zh) * 2004-05-07 2009-05-06 艾考斯公司 通过选择性化学修饰将碳纳米管涂层形成图案
US20080009002A1 (en) * 2004-11-09 2008-01-10 The Regents Of The University Of California Analyte Identification Using Electronic Devices
WO2013157917A2 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Institut Penyelidikan Dan Kemajuan Pertanian Malaysia (Mardi) A biosensor and preparation method thereof
WO2017082253A1 (ja) * 2015-11-09 2017-05-18 東レ株式会社 センサ
WO2017106797A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Purdue Research Foundation Grid coatings for capture of proteins and other compounds
CN105606684A (zh) * 2016-02-01 2016-05-25 盐城工学院 一种基于蛋白质的石墨烯-单壁碳纳米管-纳米金复合物的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENG-TE LIN ET AL.: "Anisotropic electrical conduction of vertically-aligned", 《ELSEVIER》 *
KWANG SU KIM ET AL.: "Highly Sensitive Reduced Graphene Oxide Impedance Sensor", 《ACS》 *
SIMING LIU ET AL.: "A label-free amperometric immunosensor based on horseradish peroxidase", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112505121A (zh) * 2020-12-11 2021-03-16 江苏知至生物科技有限公司 一种抗干扰光电化学疾病标志传感器及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018307822B2 (en) 2024-06-27
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CA3070447A1 (en) 2019-01-31
WO2019023567A1 (en) 2019-01-31
AU2018307822A1 (en) 2020-02-06
EP3619272A4 (en) 2021-01-27
JP2020528950A (ja) 2020-10-01
JP7365330B2 (ja) 2023-10-19

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