CN113884555B - 一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器、制备方法及其应用，属于光电化学生物传感器技术领域，本发明对锰基无铅类钙钛矿纳米粒子进行制备，并采用锰基金属卤化物Cs3MnBr5薄膜作为基底材料，利用抗体‑抗原特异性结合降低光电流强度的原理，实现对甲胎蛋白的无标记检测的光电化学生物传感器的构建。本发明合成的锰基金属卤化物Cs3MnBr5具有优异的光电化学性能，同时具有良好的生物相容性和水稳定性的优点；该光电化学生物传感器合成简单，对甲胎蛋白的检测中体现出灵敏度高、线性范围宽、稳定性和可重复性好的特点，具有临床应用前景。
Description
技术领域
本发明属于光电化学生物传感器技术领域，具体涉及一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器、制备方法及其应用。
背景技术
甲胎蛋白是一种最常见的肿瘤标志物，是用于检测、诊断肝细胞癌最常用的血清蛋白。严重威胁人类健康的肝细胞癌具有极高的致死率，因此对于甲胎蛋白的早期诊断具有重要的意义。目前最常用的检测甲胎蛋白的方法是光电化学检测法。
兼具光学和电化学检测优势的光电化学检测，不仅成本低、制备简单，还能实现对于标志物的高灵敏度快速检测，光电化学生物传感器的工作电极上修饰不同的光敏材料，也会出现不同的检测效果。
Mn2+掺杂铅基钙钛矿量子点具有良好的光电性能，但其具有毒性，且不具备良好的水氧稳定性，不能直接用于制备光电化学生物传感器。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种低毒性的、具有良好光电化学性质的锰基金属卤化物，并将其应用于修饰光电化学生物传感器的工作电极，实现对肝细胞癌标志物甲胎蛋白的检测。
本发明通过如下技术方案实现：
一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：锰基金属卤化物的制备：
(1)、油酸铯的制备：取碳酸铯(Cs2CO3)、油酸及十八烯按照质量体积为0.8-0.82g：2.5-3ml：19-21ml混合，并通入高纯氮气，反应温度为110-130℃，转速为600-700r/min，直至反应无气泡产生，得到油酸铯溶液；
(2)、油胺溴的制备：取氢溴酸与油胺按照体积比为5.4-5.6ml：39-41ml,并通入高纯氮气，反应温度为125-135℃，转速为600-700r/min，直至反应无气泡产生，得到油胺溴溶液；
(3)、锰基金属卤化物-铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子的制备：取乙酸锰、油酸、油胺及油胺溴按照质量体积比为0.045-0.055g：0.8-1.2ml：0.8-1.2ml：1-1.5ml在十八烯溶液中混合，并通入高纯氮气，反应温度为130-150℃，转速为600-700r/min，直至颗粒全部溶解，保持0.5-1.5h小时后升温至260-270℃，再保持10-15分钟后，加入1-1.5ml步骤(1)制备得到的油酸铯；反应5-10分钟后采用水浴法对其进行冷却；冷却后加入离心清洗液，在6000-9000r/min的条件下离心15-20min，离心结束后，移除上清液，加入离心清洗液至混合均匀后重复上述离心操作2-3次，并将最终的沉淀物分散在5-7ml甲苯溶液中，最后得到铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子；
步骤二：氧化锌反蛋白石结构的制备：
(1)、亲水性处理FTO玻璃：将FTO玻璃的表面进行亲水处理，然后在乙醇与NaOH的混合溶液中超声清洗15-30min，最后用去离子水清洗30-60min；
(2)、前躯体溶液的制备：将Zn(NO3)2﹒6H2O和柠檬酸溶解在乙醇溶液形成前驱体溶液，并加入硅酸乙酯搅拌至溶液无色透明，得到前躯体溶液；
(3)、具有PMMA模板的FTO玻璃表面的合成：将步骤(1)中亲水处理后的FTO玻璃放入PMMA悬浮液中，在30-50℃条件下放置20-40h后，在120-150℃条件下退火1-3h，得到具有PMMA模板的FTO电极；
(4)、反蛋白石结构的合成：
将步骤(2)制备的前躯体溶液滴加到步骤(3)制备的具有PMMA模板的FTO电极表面，然后将样品加热到500-600℃保持3-5小时，以烧掉PMMA模板，最后得到表面具有氧化锌反蛋白石结构的FTO电极；
步骤三：基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备：
(1)将步骤一合成的Cs3MnBr5纳米粒子分散到5ml甲苯溶液中，取上述溶液100μl旋涂修饰到步骤二制备的FTO/ZnO电极表面，后在80℃退火1小时；用PH＝7.2的磷酸盐缓冲液冲洗，并在25℃下阴干处理，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜修饰的工作电极；
(2)在步骤(1)中得到的工作电极表面修饰10μl、0.05wt％的壳聚糖(CS)，在25℃下阴干处理1小时后，依次在25℃下阴干条件下用氢氧化钠溶液和去离子水冲洗电极，去除其表面多余的壳聚糖；
(3)将100μl、5wt％的用壳聚糖活化的戊二醛水溶液(GLD)对步骤(2)中得到的电极表面进行处理，25℃阴干条件下，用去离子水冲洗电极用以去除多余的戊二醛；
(4)用50μl、50μg/ml的甲胎蛋白抗体(AFP)对步骤(3)中得到的电极进行修饰，放到培养箱中保持4℃，孵育12小时后用生物缓冲液(PBS)冲洗电极表面得以去除多余的甲胎蛋白；
(5)使用50μl的1％牛血清白蛋白(BSA)溶液对步骤(4)中得到的电极进行修饰(BSA可以封闭电极表面上的非特异性活性位点)，在培养箱中保持37℃，1小时后待反应完成，用生物缓冲溶液冲洗，去除电极表面多余的BSA，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极。
优选地，步骤一中所述的离心清洗液是将非极性溶剂甲苯和乙酸甲酯按体积比为1:1混合得到。
优选地，步骤一中所述的十八烯溶液的体积在10ml以上。
优选地，步骤二中所述的FTO玻璃的表面进行亲水处理，具体是指将FTO玻璃放入NaOH溶液和H2SO4的混合溶液48-72h，所述NaOH溶液和H2SO4的体积比为1:3。
优选地，步骤二中所述的PMMA悬浮液的制备方法如下：用与MMA溶液体积比为4:1的NaOH溶液清洗MMA溶液2-4次后，取15-30ml上清液、90-100mg过硫酸钾和150ml水，在90-100℃、10-20r/min条件下油浴加热1-2h得到PMMA悬浮液。
本发明的另一目的在于提供一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器在检测甲胎蛋白方面的应用，具体包括如下步骤：
(1)配置标准溶液：配置一组包括空白样在内的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液；
(2)修饰工作电极：将所制备的FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，将步骤(1)中配置的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液分别滴涂到工作电极表面，进行抗体-抗原的特异性结合，在37℃下孵育1h，然后用洗涤缓冲溶液冲洗，除去没结合的抗原，得到待测的修饰电极；
(3)绘制工作曲线：以饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，构成三电极系统，在磷酸盐(PBS)缓冲溶液中进行测试；利用i-t测试分析，设置电压为0.4-1.0V，运行时间100-500s，测试光源为500W的氙灯；检测不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液产生的光电流强度，绘制i-t工作曲线；不用浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液的光电流强度为I，I与甲胎蛋白抗原标准溶液浓度c的对数之间呈线性关系，绘制I-log c工作曲线；
(4)实际环境中的检测：分别将不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液加入人标准血清样品中，未加入标准溶液的血清蛋白为空白样，重复步骤(2)和步骤(3)，测试相应的曲线。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明合成的基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器具有优异的光电化学性能，可以提升甲胎蛋白的检测范围和最低检测限，噪声低，具有良好的特异性和重复性，使用安全；
(2)本发明所述的光电化学生物传感器制备简单，操作方便，实现了对甲胎蛋白的快速、灵敏、选择、特异检测，具有临床应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为实施例1制备的Cs3MnBr5纳米颗粒样品的透射电镜照片(TEM)；
图2为本发明的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法的流程示意图；
图3为实施例1制备的各修饰电极的电化学阻抗谱图；
其中： (a)FTO、(b)FTO/ZnO、(c)FTO/ZnO/Cs3MnBr5、(d)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS 、(e)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab 、(f)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab/BSA、(g)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab/BSA/AFP；
图4为实施例1制备的各修饰电极的光电响应图；
其中： (a)FTO， (b)FTO/ZnO， (c)FTO/ZnO/Cs3MnBr5，(d)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS， (e)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab ，(f)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab/BSA，(g)FTO/ZnO/Cs3MnBr5/CS/Ab/BSA/AFP；
图5为PBS溶液中检测甲胎蛋白抗原标准溶液浓度c的对数与光电流I之间的线性关系的I-log c曲线图；
该图是检测光电流响应和甲胎蛋白的浓度的对数呈现的线性关系，回归方程是△I＝3.449-1.623logCAFP，检测范围是0.01ng/mL-500ng/mL，检测限低至12pg/mL，证明本发明的传感器具有良好的灵敏度以及较宽的检测范围；
图6为不同干扰物质下生物传感器的光电响应。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
本实施例提供了一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：锰基金属卤化物的制备：
(1)油酸铯的制备：称量0.814gCs2CO3、2.5ml油酸和20ml十八烯放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为120℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(2)油胺溴的制备：称量5.5ml氢溴酸、40ml油胺放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为130℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(3)离心清洗液的配置：将非极性溶剂甲苯和乙酸甲酯以体积比1:1装入容器中并混合均匀。
(4)锰基金属卤化物-铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子的制备：称量0.05g乙酸锰、1ml油酸、1ml油胺、10ml十八烯和1ml油胺溴放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在转速为600-700r/min的条件下缓慢加热到140℃，至三颈瓶中颗粒全部溶解，且溶液颜色变深(褐色)，维持1小时后升温至260℃，在维持260℃十分钟后，在保持高纯氮气的条件下，向三颈瓶中迅速加入1ml油酸铯。五分钟后迅速采用水浴法对其进行冷却。冷却后加入离心清洗液，在8000r/min的条件下离心15min，离心结束后，移除上清液，加入离心清洗液至混合均匀后重复上述离心操作2-3次。并将最终的沉淀物分散在5ml甲苯溶液中，材料的形貌图如附图1所示。
步骤二：氧化锌反蛋白石结构的制备：
(1)PMMA悬浮液的制备：用于MMA溶液体积比为4:1的NaOH溶液清洗MMA溶液2-4次后，取15ml上清液、90mg过硫酸钾和150ml水放入三颈瓶中，在90℃、10-20r/min条件下油浴加热1-2h得到白色PMMA悬浮液。
(2)亲水性处理FTO玻璃：配置NaOH溶液和H2SO4体积比为1:3的混合溶液，将FTO玻璃放置其中48h后，在乙醇与NaOH的混合溶液中超声清洗15min，最后用去离子水清洗30min。
(3)前躯体溶液的制备：将Zn(NO3)2﹒6H2O和柠檬酸溶解在乙醇溶液形成前驱体溶液，并加入硅酸乙酯搅拌至溶液无色透明。
(4)反蛋白石结构的合成：将FTO放入PMMA胶体悬浮液中，在32℃条件下放置20h后，在120℃条件下退火1h，得到具有PMMA模板的FTO电极。
(5)将步骤(3)制备的前躯体溶液滴加到步骤(4)制备的具有PMMA模板的FTO玻璃表面，然后将样品加热到500℃保持3小时，以烧掉PMMA模板，最后得到表面具有氧化锌反蛋白石结构的FTO电极；
步骤三：FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极制备：
(6)将步骤一合成的Cs3MnBr5纳米晶分散到5ml甲苯溶液中，取上述溶液100μl旋涂修饰到FTO/ZnO电极表面后在80℃退火1小时；用PH＝7.2的磷酸盐缓冲液冲洗，并在25℃下阴干处理，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜修饰的工作电极；
(7)在步骤(1)中得到的电极表面修饰10μl、0.05wt％的壳聚糖(CS)，在25℃下阴干处理1小时后，依次在25℃下阴干条件下用氢氧化钠溶液和去离子水冲洗电极，去除其表面多余的壳聚糖。
(8)将100μl、5wt％的用壳聚糖活化的GLD水溶液对步骤(2)中得到的电极表面进行处理，25℃阴干条件下，用去离子水冲洗电极用以去除多余的GLD。
(9)用50μl、50μg/ml的甲胎蛋白抗体对步骤(3)中得到的电极进行修饰，放到培养箱中保持4℃，孵育12小时后用生物缓冲液(PBS)冲洗电极表面得以去除多余的甲胎蛋白。
(10)使用50μl的1％牛血清白蛋白(BSA)溶液对步骤(4)中得到的电极进行修饰(BSA可以封闭电极表面上的非特异性活性位点)，在培养箱中保持37℃，1小时后待反应完成，用生物缓冲溶液冲洗，去除电极表面多余的BSA，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极。
整个制备示意图如附图2所示，制备过程中每一步修饰的阻抗图如附图3所示，每一步修饰的光电特性图如附图4所示。
实施例2
本实施例提供了一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：锰基金属卤化物的制备：
(1)油酸铯的制备：称量0.8gCs2CO3、2.5ml油酸和20ml十八烯放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为115℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(2)油胺溴的制备：称量5ml氢溴酸、37ml油胺放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为130℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(3)离心清洗液的配置：将非极性溶剂甲苯和乙酸甲酯以体积比1:1装入容器中并混合均匀。
(4)锰基金属卤化物-铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子的制备：称量0.05g乙酸锰、1ml油酸、1ml油胺、10ml十八烯和1ml油胺溴放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在转速为600-700r/min的条件下缓慢加热到135℃，至三颈瓶中颗粒全部溶解，且溶液颜色变深(褐色)，维持1小时后升温至255℃，在维持255℃十分钟后，在保持高纯氮气的条件下，向三颈瓶中迅速加入1ml油酸铯。五分钟后迅速采用水浴法对其进行冷却。冷却后加入离心清洗液，在7000r/min的条件下离心15min，离心结束后，移除上清液，加入离心清洗液至混合均匀后重复上述离心操作2-3次。并将最终的沉淀物分散在5ml甲苯溶液中，材料的形貌图如附图1所示。
步骤二：氧化锌反蛋白石结构的制备：
(1)PMMA悬浮液的制备：用于MMA溶液体积比为4:1的NaOH溶液清洗MMA溶液2-4次后，取14ml上清液、90mg过硫酸钾和150ml水放入三颈瓶中，在90℃、10-20r/min条件下油浴加热1-2h得到白色PMMA悬浮液。
(2)亲水性处理FTO玻璃：配置NaOH溶液和H2SO4体积比为1:3的混合溶液，将FTO玻璃放置其中24h后，在乙醇与NaOH的混合溶液中超声清洗15min，最后用去离子水清洗30min。
(3)前躯体溶液的制备：将Zn(NO3)2﹒6H2O和柠檬酸溶解在乙醇溶液形成前驱体溶液，并加入硅酸乙酯搅拌至溶液无色透明。
(4)反蛋白石结构的合成：将FTO放入PMMA胶体悬浮液中，在30℃条件下放置30h后，在130℃条件下退火1h，得到具有PMMA模板的FTO电极。
(5)将步骤(3)制备的前躯体溶液滴加到步骤(4)制备的具有PMMA模板的FTO玻璃表面，然后将样品加热到550℃保持3.5小时，以烧掉PMMA模板，最后得到表面具有氧化锌反蛋白石结构的FTO电极；
步骤三：FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极制备：
(6)将步骤一合成的Cs3MnBr5纳米晶分散到5ml甲苯溶液中，取上述溶液100μl旋涂修饰到FTO/ZnO电极表面后在80℃退火1小时；用PH＝7.2的磷酸盐缓冲液冲洗，并在25℃下阴干处理，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜修饰的工作电极；
(7)在步骤(1)中得到的电极表面修饰10μl、0.05wt％的壳聚糖(CS)，在25℃下阴干处理1小时后，依次在25℃下阴干条件下用氢氧化钠溶液和去离子水冲洗电极，去除其表面多余的壳聚糖。
(8)将100μl、5wt％的用壳聚糖活化的GLD水溶液对步骤(2)中得到的电极表面进行处理，25℃阴干条件下，用去离子水冲洗电极用以去除多余的GLD。
(9)用50μl、50μg/ml的甲胎蛋白抗体对步骤(3)中得到的电极进行修饰，放到培养箱中保持4℃，孵育12小时后用生物缓冲液(PBS)冲洗电极表面得以去除多余的甲胎蛋白。
(10)使用50μl的1％牛血清白蛋白(BSA)溶液对步骤(4)中得到的电极进行修饰(BSA可以封闭电极表面上的非特异性活性位点)，在培养箱中保持37℃，1小时后待反应完成，用生物缓冲溶液冲洗，去除电极表面多余的BSA，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极。
整个制备示意图如附图2所示，制备过程中每一步修饰的阻抗图如附图3所示，每一步修饰的光电特性图如附图4所示。
实施例3
本实施例提供了一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：锰基金属卤化物的制备：
(1)油酸铯的制备：称量0.86gCs2CO3、2.5ml油酸和21ml十八烯放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为125℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(2)油胺溴的制备：称量6ml氢溴酸、42ml油胺放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在温度为130℃、转速为600-700r/min的条件下进行反应，至三颈瓶中无气泡产生。
(3)离心清洗液的配置：将非极性溶剂甲苯和乙酸甲酯以体积比1:1装入容器中并混合均匀。
(4)锰基金属卤化物-铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子的制备：称量0.055g乙酸锰、1ml油酸、1ml油胺、10ml十八烯和1ml油胺溴放入容量为50ml的三颈瓶中。向三颈瓶中通入高纯氮气，在转速为600-700r/min的条件下缓慢加热到145℃，至三颈瓶中颗粒全部溶解，且溶液颜色变深(褐色)，维持1小时后升温至265℃，在维持265℃十分钟后，在保持高纯氮气的条件下，向三颈瓶中迅速加入1ml油酸铯。五分钟后迅速采用水浴法对其进行冷却。冷却后加入离心清洗液，在9000r/min的条件下离心15min，离心结束后，移除上清液，加入离心清洗液至混合均匀后重复上述离心操作2-3次。并将最终的沉淀物分散在5ml甲苯溶液中，材料的形貌图如附图1所示。
步骤二：氧化锌反蛋白石结构的制备：
(1)PMMA悬浮液的制备：用于MMA溶液体积比为4:1的NaOH溶液清洗MMA溶液2-4次后，取16ml上清液、90mg过硫酸钾和150ml水放入三颈瓶中，在90℃、10-20r/min条件下油浴加热1-2h得到白色PMMA悬浮液。
(2)亲水性处理FTO玻璃：配置NaOH溶液和H2SO4体积比为1:3的混合溶液，将FTO玻璃放置其中36h后，在乙醇与NaOH的混合溶液中超声清洗25min，最后用去离子水清洗45min。
(3)前躯体溶液的制备：将Zn(NO3)2﹒6H2O和柠檬酸溶解在乙醇溶液形成前驱体溶液，并加入硅酸乙酯搅拌至溶液无色透明。
(4)反蛋白石结构的合成：将FTO放入PMMA胶体悬浮液中，在45℃条件下放置36h后，在150℃条件下退火1h，得到具有PMMA模板的FTO电极。
(5)将步骤(3)制备的前躯体溶液滴加到步骤(4)制备的具有PMMA模板的FTO玻璃表面，然后将样品加热到600℃保持4小时，以烧掉PMMA模板，最后得到表面具有氧化锌反蛋白石结构的FTO电极；
步骤三：FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极制备：
(6)将步骤一合成的Cs3MnBr5纳米晶分散到5ml甲苯溶液中，取上述溶液100μl旋涂修饰到FTO/ZnO电极表面后在80℃退火1小时；用PH＝7.2的磷酸盐缓冲液冲洗，并在25℃下阴干处理，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜修饰的工作电极；
(7)在步骤(1)中得到的电极表面修饰10μl、0.05wt％的壳聚糖(CS)，在25℃下阴干处理1小时后，依次在25℃下阴干条件下用氢氧化钠溶液和去离子水冲洗电极，去除其表面多余的壳聚糖。
(8)将100μl、5wt％的用壳聚糖活化的GLD水溶液对步骤(2)中得到的电极表面进行处理，25℃阴干条件下，用去离子水冲洗电极用以去除多余的GLD。
(9)用50μl、50μg/ml的甲胎蛋白抗体对步骤(3)中得到的电极进行修饰，放到培养箱中保持4℃，孵育12小时后用生物缓冲液(PBS)冲洗电极表面得以去除多余的甲胎蛋白。
(10)使用50μl的1％牛血清白蛋白(BSA)溶液对步骤(4)中得到的电极进行修饰(BSA可以封闭电极表面上的非特异性活性位点)，在培养箱中保持37℃，1小时后待反应完成，用生物缓冲溶液冲洗，去除电极表面多余的BSA，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极。
整个制备示意图如附图2所示，制备过程中每一步修饰的阻抗图如附图3所示，每一步修饰的光电特性图如附图4所示。
实施例4
本实施例提供了一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器在检测甲胎蛋白方面的应用，具体包括如下步骤：
(1)配置标准溶液：配置一组包括空白样在内的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液；
(2)修饰工作电极：将所制备的FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，将步骤(1)中配置的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液分别滴涂到工作电极表面，进行抗体-抗原的特异性结合，在37℃下孵育1h，然后用洗涤缓冲溶液冲洗，除去没结合的抗原，得到待测的修饰电极；
(3)绘制工作曲线：以饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，构成三电极系统，在磷酸盐(PBS)缓冲溶液中进行测试；利用i-t测试分析，设置电压为0.4-1.0V，运行时间100-500s，测试光源为500W的氙灯；检测不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液产生的光电流强度，绘制i-t工作曲线；不用浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液的光电流强度为I，I与甲胎蛋白抗原标准溶液浓度c的对数之间呈线性关系，绘制I-log c工作曲线；
(4)实际环境中的检测：分别将不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液加入人标准血清样品中，未加入标准溶液的血清蛋白为空白样，重复步骤(2)和步骤(3)，测试相应的曲线。
图5是对传感器检测范围的测试，可以看出光电流响应和AFP浓度的对数呈线性关系，检测线性范围是0.01ng/ml到500ng/ml，检测限是12pg/ml。
图6对电极的抗干扰即特异性进行检测，分别测试含有10ng/mlAFP、10ng/mlAFP混合100ng/ml的前列腺特异性抗原(PSA)、10ng/ml AFP混合100ng/ml癌胚抗原(CEA)、10ng/ml AFP混合100ng/ml的葡萄糖(GUL)和10ng/ml AFP混合100ng/ml抗坏血酸(AA)的光电响应，通过对比可以观察到电流没有明显的变化，说明光电流没有受到非特异性吸附的干扰，因此基于FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜生物传感器具有优异的特异性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一：锰基金属卤化物的制备：
(1)、油酸铯的制备：取碳酸铯(Cs2CO3)、油酸及十八烯按照质量体积为0.8-0.82g：2.5-3ml：19-21ml混合，并通入高纯氮气，反应温度为110-130℃，转速为600-700r/min，直至反应无气泡产生，得到油酸铯溶液；
(2)、油胺溴的制备：取氢溴酸与油胺按照体积比为5.4-5.6ml：39-41ml,并通入高纯氮气，反应温度为125-135℃，转速为600-700r/min，直至反应无气泡产生，得到油胺溴溶液；
(3)、锰基金属卤化物-铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子的制备：取乙酸锰、油酸、油胺及油胺溴按照质量体积比为0.045-0.055g：0.8-1.2ml：0.8-1.2ml：1-1.5ml在十八烯溶液中混合，并通入高纯氮气，反应温度为130-150℃，转速为600-700r/min，直至颗粒全部溶解，保持0.5-1.5h小时后升温至260-270℃，再保持10-15分钟后，加入1-1.5ml步骤(1)制备得到的油酸铯；反应5-10分钟后采用水浴法对其进行冷却；冷却后加入离心清洗液，在6000-9000r/min的条件下离心15-20min，离心结束后，移除上清液，加入离心清洗液至混合均匀后重复上述离心操作2-3次，并将最终的沉淀物分散在5-7ml甲苯溶液中，最后得到铯锰溴(Cs3MnBr5)纳米粒子；
步骤二：氧化锌反蛋白石结构的制备：
(1)、亲水性处理FTO玻璃：将FTO玻璃的表面进行亲水处理，然后在乙醇与NaOH的混合溶液中超声清洗15-30min，最后用去离子水清洗30-60min；
(2)、前躯体溶液的制备：将Zn(NO3)2﹒6H2O和柠檬酸溶解在乙醇溶液形成前驱体溶液，并加入硅酸乙酯搅拌至溶液无色透明，得到前躯体溶液；
(3)、具有PMMA模板的FTO玻璃表面的合成：将步骤(1)中亲水处理后的FTO玻璃放入PMMA悬浮液中，在30-50℃条件下放置20-40h后，在120-150℃条件下退火1-3h，得到具有PMMA模板的FTO电极；
(4)、反蛋白石结构的合成：
将步骤(2)制备的前躯体溶液滴加到步骤(3)制备的具有PMMA模板的FTO电极表面，然后将样品加热到500-600℃保持3-5小时，以烧掉PMMA模板，最后得到表面具有氧化锌反蛋白石结构的FTO电极；
步骤三：基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备：
(1)将步骤一合成的Cs3MnBr5纳米粒子分散到5ml甲苯溶液中，取上述溶液100μl旋涂修饰到步骤二制备的FTO/ZnO电极表面，后在80℃退火1小时；用PH＝7.2的磷酸盐缓冲液冲洗，并在25℃下阴干处理，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5异质薄膜修饰的工作电极；
(2)在步骤(1)中得到的工作电极表面修饰10μl、0.05wt％的壳聚糖(CS)，在25℃下阴干处理1小时后，依次在25℃下阴干条件下用氢氧化钠溶液和去离子水冲洗电极，去除其表面多余的壳聚糖；
(3)将100μl、5wt％的用壳聚糖活化的戊二醛水溶液(GLD)对步骤(2)中得到的电极表面进行处理，25℃阴干条件下，用去离子水冲洗电极用以去除多余的戊二醛；
(4)用50μl、50μg/ml的甲胎蛋白抗体(AFP)对步骤(3)中得到的电极进行修饰，放到培养箱中保持4℃，孵育12小时后用生物缓冲液(PBS)冲洗电极表面得以去除多余的甲胎蛋白；
(5)使用50μl的1％牛血清白蛋白(BSA)溶液对步骤(4)中得到的电极进行修饰可以封闭电极表面上的非特异性活性位点，在培养箱中保持37℃，1小时后待反应完成，用生物缓冲溶液冲洗，去除电极表面多余的BSA，得到FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极。
2.如权利要求1所述的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的离心清洗液是将非极性溶剂甲苯和乙酸甲酯按体积比为1:1混合得到。
3.如权利要求1所述的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的十八烯溶液的体积在10ml以上。
4.如权利要求1所述的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的FTO玻璃的表面进行亲水处理，具体是指将FTO玻璃放入NaOH溶液和H2SO4的混合溶液48-72h，所述NaOH溶液和H2SO4的体积比为1:3。
5.如权利要求1所述的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的PMMA悬浮液的制备方法如下：用与MMA溶液体积比为4:1的NaOH溶液清洗MMA溶液2-4次后，取15-30ml上清液、90-100mg过硫酸钾和150ml水，在90-100℃、10-20r/min条件下油浴加热1-2h得到PMMA悬浮液。
6.一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器，其特征在于，由权利要求1-5任一一项所述的方法制备得到。
7.如权利要求6所述的一种基于锰基金属卤化物的光电化学生物传感器在检测甲胎蛋白方面的应用，其特征在于，
具体包括如下步骤：
(1)配置标准溶液：配置一组包括空白样在内的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液；
(2)修饰工作电极：将所制备的FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，将步骤(1)中配置的不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液分别滴涂到工作电极表面，进行抗体-抗原的特异性结合，在37℃下孵育1h，然后用洗涤缓冲溶液冲洗，除去没结合的抗原，得到待测的修饰电极；
(3)绘制工作曲线：以饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，FTO/ZnO/Cs3MnBr5复合电极作为工作电极，构成三电极系统，在磷酸盐(PBS)缓冲溶液中进行测试；利用i-t测试分析，设置电压为0.4-1.0V，运行时间100-500s，测试光源为500W的氙灯；检测不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液产生的光电流强度，绘制i-t工作曲线；不用浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液的光电流强度为I，I与甲胎蛋白抗原标准溶液浓度c的对数之间呈线性关系，绘制I-log c工作曲线；
(4)实际环境中的检测：分别将不同浓度的甲胎蛋白抗原标准溶液加入人标准血清样品中，未加入标准溶液的血清蛋白为空白样，重复步骤(2)和步骤(3)，测试相应的曲线。
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| US10774032B2 (en) * | 2015-09-22 | 2020-09-15 | Florida State University Research Foundation, Inc. | Organometal halide perovskit nanoplatelets, devices, and methods |
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|---|---|---|---|---|
| JP2012225885A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Nara Institute Of Science & Technology | 被検物質の電気化学的検出方法 |
| CN111073635A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-28 | 吉林大学 | 一种多级手性发光增强复合材料及其制备方法 |
| CN111504909A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-07 | 吉林大学 | 一种无标记检测甲胎蛋白的光电化学生物传感器、制备方法及其应用 |
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