CN114923968A - 一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用 - Google Patents

一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用 Download PDF

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陈志伟
常慧琴
刘安琪
吴宇银
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Abstract

本发明涉及一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用，将Ag2S敏化的空心微球状TiO2@Bi2WO6异质结固定在ITO电极表面，作为优良的光活性基底，有效提高了光电流响应及其灵敏度。巯基乙酸（TGA）被用作连接剂，固定新冠病毒核壳蛋白抗体，通过抗原和抗体间的特异性结合，检测不同浓度抗原的光电流信号，完成新冠病毒核壳蛋白的定量测试。在最佳实验条件下，PEC免疫传感器的稳定性好，线性范围宽，灵敏度高，重现性好，可用于实际样品的检测，实现了对新冠病毒核壳蛋白的特异性检测，为新冠病毒核壳蛋白的检测提供了一种新颖可行的方法和参考思路。

Description

一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方 法及应用
技术领域
本发明涉及生物分析化学、纳米材料、免疫分析和光电化学生物传感技术领域，提供了一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用。采用水热法合成了TiO2@Bi2WO6中空微球，Ag2S作为敏化剂，抗体捕获材料固定在电极表面，提供了一种检测新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器的制备方法及应用。
背景技术
冠状病毒病COVID-19是由严重急性呼吸综合征冠状病毒β型SARS-COV-2病毒引起的传染病，造成了严重的发病率和死亡率。该病毒在传染源、传播方式、生存条件等方面均属新病毒，世界各国防控难度较大。因此，早期预防和及时诊断是减缓该传染病传播的关键，则需要建立一种快速、灵敏检测新冠病毒核壳蛋白的分析技术。
截至目前为止，已有多种不同的检测方法可用于新冠病毒核壳蛋白的检测，如血清学调查、扩增检测、免疫分析检测和生物传感等。PEC免疫传感器是一种新型的检测方法，可用于检测肿瘤标志物、微生物、毒素等。PEC免疫传感器以其灵敏度高、成本低、选择性好等特性也引起了生物分析领域的广泛关注。
对于光电化学免疫传感器，灵敏度是评价其性能的重要指标。提高灵敏度的方法多种多样，其中增加初始信号是最有效的方法之一。单一光敏材料的光电流转换效率较低，利用具有优良光电性能的半导体纳米复合材料来改善光电信号具有十分重要的意义。TiO2作为一种典型的半导体材料，具有宽带隙、低成本、无毒、高稳定性等特点，得到了广泛的研究。但TiO2的能量差距较大，只能吸收约4 %的紫外线，导致可见光利用效率低下。而在众多的TiO2改性方法中，将两种带隙宽度不同的半导体结合是提高光生电子-空穴对分离效率的有效方法之一。在本专利中，将TiO2与Bi2WO6结合制备了TiO2@Bi2WO6空心微球能够提高可见光的吸收，促进电子空穴对的分离，具有良好的稳定性。
本发明利用光电化学分析法，以Ag2S量子点来敏化TiO2@Bi2WO6，增强其可见光吸收，光电活性显著提高，通过层层自组装方法，将新冠病毒核壳蛋白抗体、牛血清白蛋白和新冠病毒核壳蛋白组装到TiO2@Bi2WO6/Ag2S复合材料上，TiO2@Bi2WO6优异的光电活性以及新冠病毒核壳蛋白抗原抗体之间的特异性结合，构建了一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器。该传感器具有优异的光电化学活性，具有灵敏度高、线性范围宽、检出限低、检测快速、制备过程相对简单等优点，实现了对新冠病毒核壳蛋白的超灵敏分析，为目前有效检测新冠病毒核壳蛋白提供了新方法。
发明内容
本发明提供了一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用，实现了新冠病毒核壳蛋白的超灵敏检测。本发明的目的之一是提供一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法。本发明的目的之二是制备的光电化学免疫传感器实现对新冠病毒核壳蛋白的超灵敏检测。
本发明的技术方案，包括以下步骤：
（1）制备碳微球；
（2）制备Bi2WO6；
（3）制备TiO2@Bi2WO6中空微球；
（4）制备检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的工作曲线。
其中步骤（1）制备碳微球包括：
2.4 ~ 4.8 g无水葡萄糖溶于40 mL去离子水中，将混合溶液移至50 mL聚四氟乙烯反应釜中，于180 °C烘箱中反应8 h，冷却到室温后，将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，在60 ℃真空干燥箱过夜干燥；
其中步骤（2）制备Bi2WO6包括：
0.212 ~ 0.636 g Bi(NO3)·5H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液A；将0.072 ~ 0.216 g Na2WO4·2H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液B；取0.05 ~0.15 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP；MW 29~ 32K）加入到溶液B中，搅拌1 h；待完全溶解后，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，滴加适量NaOH溶液将溶液pH调至4；超声处理30 min后，将混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，于160 °C烘箱中反应15 h；将所得混合物离心洗涤去离子水、无水乙醇各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中450 °C煅烧3 h；
其中步骤（3）制备TiO2@Bi2WO6中空微球包括：
将上述（1）制备好的0.05 ~ 0.15 g碳微球加入到40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，超声处理30 min，将0.088 ~ 0.104 g Ti(SO4)2加至混合溶液中搅拌30min，记作溶液C；将0.15 ~ 0.25 g PVP与上述（2）制备好的0.0048 ~ 0.0080 g Bi2WO6加至40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，磁力搅拌1 h，记作溶液D；将溶液C逐渐缓慢滴加至溶液D，超声分散60 min，于90 °C烘箱中反应3 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中500 °C煅烧3 h；
其中步骤（4）制备无标记型检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的工作曲线包括：
①将2.5 cm×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
②将8 ~ 12 μL、2 ~ 10 mg/mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3 h；
③继续滴加3 ~ 5 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面；
④在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.02 ~ 0.14 mol/L硝酸银溶液，反应20 ~ 40min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑤在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑥继续滴加3 ~ 5 μL、3 mmol/L TGA溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面；
⑦在修饰电极表面继续滴加3 ~ 5 μL的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N-羟基琥珀酰亚胺，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑧滴加3 ~ 5 μL、10 μg/mL的新冠病毒核壳蛋白抗体溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑨继续滴加3 ~ 5 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑩继续滴加3 ~ 5 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的新冠病毒核壳蛋白，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器，于4 ℃冰箱中储存备用；
所述的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N -羟基琥珀酰亚胺含1×10-2 mol/L的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺和2×10-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺；
本发明所用的原材料均可在化学试剂公司或生物制药公司购买。
本发明的有益成果
（1）本发明通过基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S构建了一种新颖的光电化学免疫传感器用于新冠病毒核壳蛋白的检测。使用Ag2S敏化微球状TiO2@Bi2WO6原位生长异质结的方法。
（2）该免疫传感器对新冠病毒核壳蛋白检测灵敏度高，线性范围从0.001 ng/mL到50 ng/mL，检测限低，为0.38 pg·mL-1。制备的免疫传感器稳定性高，重现性好。
（3）本发明为新冠病毒核壳蛋白的检测提供了一种新颖可行的检测方法，操作简单，检测快捷，可用于实际样品的检测。
具体实施方式
现将本发明通过具体实施方式进一步说明，但不限于此
实施例1 制备碳微球，步骤如下：
2.4 g无水葡萄糖溶于40 mL去离子水中，将混合溶液移至50 mL聚四氟乙烯反应釜中，于180 °C烘箱中反应8 h，冷却到室温后，将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥箱中过夜。
实施例2 制备碳微球，步骤如下：
3.6 g无水葡萄糖溶于40 mL去离子水中，将混合溶液移至50 mL聚四氟乙烯反应釜中，于180 °C烘箱中反应8 h，冷却到室温后，将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥箱中过夜。
实施例3 制备碳微球，步骤如下：
4.8 g无水葡萄糖溶于40 mL去离子水中，将混合溶液移至50 mL聚四氟乙烯反应釜中，于180 °C烘箱中反应8 h，冷却到室温后，将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥箱中过夜。
实施例4 制备Bi2WO6，步骤如下：
0.212 g Bi(NO3)·5H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液A；将0.072gNa2WO4·2H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液B；取0.05 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP；MW 29~ 32K）加入到溶液B中，搅拌1 h；待完全溶解后，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，滴加适量NaOH溶液将溶液pH调至4；超声处理30 min后，将混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，于160 °C烘箱中反应15 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中450 °C煅烧3 h。
实施例5 制备Bi2WO6，步骤如下：
0.424 g Bi(NO3)·5H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液A；将0.144gNa2WO4·2H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液B；取0.1 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP；MW 29~ 32K）加入到溶液B中，搅拌1 h；待完全溶解后，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，滴加适量NaOH溶液将溶液pH调至4；超声处理30 min后，将混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，于160 °C烘箱中反应15 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中450 °C煅烧3 h。
实施例6 制备Bi2WO6，步骤如下：
0.636 g Bi(NO3)·5H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液A；将0.216gNa2WO4·2H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液B；取0.15 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP；MW 29~ 32K）加入到溶液B中，搅拌1 h；待完全溶解后，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，滴加适量NaOH溶液将溶液pH调至4；超声处理30 min后，将混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，于160 °C烘箱中反应15 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中450 °C煅烧3 h。
实施例7 制备TiO2@Bi2WO6中空微球，步骤如下：
将上述制备好的0.05 g碳微球加入到40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，超声处理30 min，将0.088 g Ti(SO4)2加至混合溶液中搅拌30 min，记作溶液C；将0.15g PVP与上述制备好的0.0048 g Bi2WO6加至40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，磁力搅拌1 h，记作溶液D；将溶液C逐渐缓慢滴加至溶液D，超声分散60 min，于90 °C烘箱中反应3 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中500 °C煅烧3 h。
实施例8 制备TiO2@Bi2WO6中空微球，步骤如下：
将上述制备好的0.10 g碳微球加入到40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，超声处理30 min，将0.096 g Ti(SO4)2加至混合溶液中搅拌30 min，记作溶液C；将0.2 gPVP与上述制备好的0.0064 g Bi2WO6加至40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，磁力搅拌1 h，记作溶液D；将溶液C逐渐缓慢滴加至溶液D，超声分散60 min，于90 °C烘箱中反应3 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中500 °C煅烧3 h。
实施例9 制备TiO2@Bi2WO6中空微球，步骤如下：
将上述制备好的0.15 g碳微球加入到40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，超声处理30 min，将0.104 g Ti(SO4)2加至混合溶液中搅拌30 min，记作溶液C；将0.25g PVP与上述制备好的0.0080 g Bi2WO6加至40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，磁力搅拌1 h，记作溶液D；将溶液C逐渐缓慢滴加至溶液D，超声分散60 min，于90 °C烘箱中反应3 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中500 °C煅烧3 h。
实施例10 制备无标记型检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的工作曲线，步骤如下：
①将2.5 cm ×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
②将8 μL、4 mg/mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3 h；
③继续滴加3 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应20 min后用超纯水冲洗电极表面；
④在电极表面继续滴加3 μL、0.03 mol/L硝酸银溶液，反应20 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑤在电极表面继续滴加3 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，反应20 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑥继续滴加3 μL、3 mmol/L TGA溶液，反应20 min后用超纯水冲洗电极表面；
⑦在修饰电极表面继续滴加3 μL的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 /N-羟基琥珀酰亚胺，反应20 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑧滴加3 μL、10 μg/mL的新冠病毒核壳蛋白抗体溶液，反应20 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑨继续滴加3 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑩继续滴加3 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的新冠病毒核壳蛋白，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器，于4 ℃冰箱中储存备用。
所述的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N -羟基琥珀酰亚胺含1×10-2 mol/L的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺和2×10-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。
实施例11 制备无标记型检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的工作曲线，步骤如下：
①将2.5 cm ×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
②将10 μL、6 mg/mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3 h；
③继续滴加4 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应30 min后用超纯水冲洗电极表面；
④在电极表面继续滴加4 μL、0.06 mol/L硝酸银溶液，反应30 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑤在电极表面继续滴加4 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，反应30 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑥继续滴加4 μL、3 mmol/L TGA溶液，反应30 min后用超纯水冲洗电极表面；
⑦在修饰电极表面继续滴加4 μL的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 /N-羟基琥珀酰亚胺，反应30 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑧滴加4 μL、10 μg/mL的新冠病毒核壳蛋白抗体溶液，反应30 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑨继续滴加4 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应30 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑩继续滴加4 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的新冠病毒核壳蛋白，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器，于4 ℃冰箱中储存备用。
所述的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N -羟基琥珀酰亚胺含1×10-2 mol/L的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺和2×10-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。
实施例12 制备无标记型检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的工作曲线，步骤如下：
①将2.5 cm ×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
②将12 μL、8 mg/mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3 h；
③继续滴加5 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应40 min后用超纯水冲洗电极表面；
④在电极表面继续滴加5 μL、0.09 mol/L硝酸银溶液，反应40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑤在电极表面继续滴加5 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，反应40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑥继续滴加5 μL、3 mmol/L TGA溶液，反应40 min后用超纯水冲洗电极表面；
⑦在修饰电极表面继续滴加5 μL的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 /N-羟基琥珀酰亚胺，反应40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
⑧滴加5 μL、10 μg/mL的新冠病毒核壳蛋白抗体溶液，反应40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑨继续滴加5 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
⑩继续滴加5 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的新冠病毒核壳蛋白，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器，于4 ℃冰箱中储存备用。
所述的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N -羟基琥珀酰亚胺含1×10-2 mol/L的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺和2×10-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。
实施例13 如权利要求l所述的一种检测新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，用于新冠病毒核壳蛋白的检测，检测步骤如下：
①使用电化学工作站的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，所制备的新冠病毒核壳蛋白光电化学生物传感器为工作电极，在PBS缓冲溶液中进行测试；
②采用时间-电流法对不同浓度的标准品新冠病毒核壳蛋白进行检测，设置电压为0 V，运行时间为50 s，激发光源的为LED，记录电流的变化，绘制工作曲线；
③将待测样品稀释之后代替②中标准品进行检测，根据光电流响应强度和工作曲线，得到待测样品中新冠病毒核壳蛋白的含量；
所述的PBS缓冲溶液为10 mL ~ 15 mL、pH 5.5 ~ 8.4的含0.1 mol/L抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液。

Claims (3)

1.一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，步骤如下：
（1）将2.5 cm×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
（2）将8 ~ 12 μL、2 ~ 10 mg / mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3 小时；
（3）在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
（4）在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.02 ~ 0.14 mol/L硝酸银溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
（5）在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
（6）继续滴加3 ~ 5 μL、3 mmol/L TGA溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面；
（7）在修饰电极表面继续滴加3 ~ 5 μL的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 /N-羟基琥珀酰亚胺，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；
（8）滴加3 ~ 5 μL、10 μg/mL的新冠病毒核壳蛋白抗体溶液，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
（9）继续滴加3 ~ 5 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；
（10）继续滴加3 ~ 5 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的新冠病毒核壳蛋白，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于TiO2@Bi2WO6/Ag2S的新冠病毒核壳蛋白的无标记型光电化学生物传感器，于4 ℃冰箱中储存备用；
所述的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺 / N -羟基琥珀酰亚胺含1 × 10-2mol/L的l-乙基-（3-二甲基氨基丙基）-碳酰二亚胺和2 × 10-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。
2.如权利要求1所述的一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用，所述TiO2@Bi2WO6/Ag2S电极的制备，其特征在于，步骤如下：
（1）将2.4 ~4.8 g无水葡萄糖溶于40 mL去离子水中，将混合溶液移至50 mL聚四氟乙烯反应釜中，于180 °C烘箱中反应8 h，冷却到室温后，将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥箱中过夜；
（2）将0.212 ~0.636 g Bi(NO3)·5H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液A；将0.072 ~0.216 g Na2WO4·2H2O加入到20 mL乙二醇中搅拌30 min，记作溶液B；取0.05 ~0.15 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP；MW 29~ 32K）加入到溶液B中，搅拌1 h；待完全溶解后，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，滴加适量NaOH溶液将溶液pH调至4；超声处理30 min后，将混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，于160 °C烘箱中反应15 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中450 °C煅烧3 h；
（3）将0.05 ~0.15 g碳微球加入到40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，超声处理30 min，将0.088 ~0.104 g Ti(SO4)2加至混合溶液中搅拌30 min，记作溶液C；将0.15~0.25 g PVP与0.0048 ~0.0080 g Bi2WO6加至40 mL正丙醇与40 mL去离子水的混合溶液中，磁力搅拌1 h，记作溶液D；将溶液C逐渐缓慢滴加至溶液D，超声分散60 min，于90 °C烘箱中反应3 h；将所得混合物用去离子水、无水乙醇离心洗涤各3次，60 ℃真空干燥；研磨后置于马弗炉中500 °C煅烧3 h；
（4）将8 ~ 12 μL、4 ~ 8mg / mL TiO2@Bi2WO6悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，500 ℃煅烧3小时，自然冷却至室温，在电极表面依次继续滴加3 ~ 5 μL、0.1 mol/L TGA溶液，3 ~ 5 μL、0.02 ~ 0.14 mol/L硝酸银溶液和3 ~ 5 μL、0.12 mol/L硫化钠溶液，依次反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干，制得TiO2@Bi2WO6/Ag2S电极。
3.如权利要求l所述的一种检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，用于新冠病毒核壳蛋白的检测，检测步骤如下：
（1）使用电化学工作站的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，所制备的新冠病毒核壳蛋白光电化学生物传感器为工作电极，在PBS缓冲溶液中进行测试；
（2）采用时间-电流法对不同浓度的标准品新冠病毒核壳蛋白进行检测，设置电压为0V，运行时间为50 s，激发光源为LED，记录电流的变化，绘制工作曲线；
（3）将待测样品稀释之后代替（2）中标准品进行检测，根据光电流响应强度和工作曲线，得到待测样品中新冠病毒核壳蛋白的含量；
所述的PBS缓冲溶液为10 mL ~ 15 mL、pH 5.5 ~ 8.4 的含0.1 mol/L抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115825195A (zh) * 2022-11-04 2023-03-21 山东理工大学 一种基于钨酸铋/溴氧铋的生物传感器的构建及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249815A (zh) * 1997-02-06 2000-04-05 查珀尔希尔北卡罗来纳大学 用于分子相互作用的检测和药物发现的电化学探针
CN103717753A (zh) * 2011-05-27 2014-04-09 吉纳普赛斯股份有限公司 用于遗传和生物分析的系统和方法
CN111735861A (zh) * 2020-07-08 2020-10-02 山东理工大学 一种检测β-乳球蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用
WO2021190328A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 北京大学 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
WO2022007251A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 量准（上海）医疗器械有限公司 基于纳米等离子共振的新型冠状病毒颗粒定量检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249815A (zh) * 1997-02-06 2000-04-05 查珀尔希尔北卡罗来纳大学 用于分子相互作用的检测和药物发现的电化学探针
CN103717753A (zh) * 2011-05-27 2014-04-09 吉纳普赛斯股份有限公司 用于遗传和生物分析的系统和方法
WO2021190328A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 北京大学 一种生物传感器及制备方法和病毒检测系统及方法
WO2022007251A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 量准（上海）医疗器械有限公司 基于纳米等离子共振的新型冠状病毒颗粒定量检测方法
CN111735861A (zh) * 2020-07-08 2020-10-02 山东理工大学 一种检测β-乳球蛋白的光电化学生物传感器的制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T. HU ET AL.: "A highly sensitive photoelectrochemical assay with donor-acceptor-type material as photoactive material and polyaniline as signal enhancer", ANAL CHEM *
王淑燕;李娜;张欣悦;王强;: "新冠病毒SARS-CoV-2检测方法研究进展", 实验室研究与探索, no. 05 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115825195A (zh) * 2022-11-04 2023-03-21 山东理工大学 一种基于钨酸铋/溴氧铋的生物传感器的构建及应用

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