CN116930289B - 用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,包含如下步骤:步骤1、制备MXene/MWCNTs复合物;步骤2、制备多通道的电化学传感器;步骤3、将MXene/MWCNTs复合物修饰到电化学传感器的工作电极上;步骤4、将cTnI适配体与金电极结合,实现对电化学传感器的稳定修饰;步骤5、将经步骤4修饰后的电化学传感器进行阻断处理,清净吹干,形成适配体传感器成品。本发明主要依托二维MXene/MWCNTs材料的电化学信号增强作用来提升灵敏度,通过适配体特异性捕获来提升选择性,可以高灵敏实现血液中肌钙蛋白的吸附、检测和分析性能,实现心肌梗死疾病的无创、高效、快速的检测。
Description
技术领域
本发明涉及肌钙蛋白cTnI的检测技术,具体是一种基于MXene/MWCNTs的用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法。
背景技术
心肌梗死是一种常见的心脏疾病,其发病率和死亡率逐年上升。肌钙蛋白cTnI是一种敏感的心肌损伤标志物,在心肌梗死的早期诊断和治疗中发挥着重要作用。因此,开发一种灵敏、高效、无创的肌钙蛋白cTnI检测方法,对于早期诊断和治疗具有重要意义。心肌梗死是一种严重的心血管疾病,通常是由于心肌缺血引起的。它是心血管疾病的主要死因之一,每年导致数百万人死亡。因此,对心肌梗死的早期诊断至关重要,可以及时采取措施防止疾病的进一步恶化,挽救生命在心肌梗死的诊断中,cTnI是一种非常重要的生物标志物,因为它是心肌细胞损伤后释放的主要成分之一。在心肌梗死发作后的几个小时内,cTnI就会出现在血液中,并且会持续存在一段时间。因此,通过检测血液中cTnI的水平,可以很好地诊断心肌梗死,特别是早期的心肌梗死。cTnI在心肌梗死的诊断中具有高度的敏感性和特异性。通过对血液中cTnI水平的检测,可以尽早诊断心肌梗死,从而及时采取有效的治疗措施。此外,通过对cTnI水平的监测,还可以对心肌梗死的预后进行评估,了解病情的严重程度和治疗效果。因此,cTnI在心肌梗死的诊断中具有重要的意义,可以帮助医生及时诊断心肌梗死并采取有效的治疗措施,从而减少死亡率和残疾率。
故开发一种实用的生物传感器来诊断心肌梗死是至关重要的。然而,由于心肌肌钙蛋白(cTnI)所在临床生物样品的成分复杂和极低浓度(cutoff值为0.1 ng/mL)的特点,这对检测心肌肌钙蛋白cTnI提出了严峻的挑战。
MXene是一种新型的二维材料,具有表面积大、导电性好、易于修饰等优势,因此在电化学传感器方面有广阔的应用前景。MXene的高表面积可以提高材料与待测分子之间的接触面积,从而提高传感器的灵敏度;同时,MXene导电性好,可以提高电化学信号的强度,进一步提升传感器的灵敏度。然而,MXene材料也存在一些挑战,例如它的制备过程较为复杂,且容易产生层间的剥离和团聚现象,导致材料的稳定性差。因此,MXene的应用仍然面临一些技术难题,需要不断进行探索和优化。
适配体传感器是一种针对特定分子的传感器,其灵敏度和选择性都非常高。适配体可以通过对待测分子的特异性识别,实现对分子的高效捕获,从而提高传感器的选择性。与传统的抗体相比,适配体具有制备简单、稳定性好、重现性高等优势。适配体传感器可以应用于多种领域,如环境检测、食品安全监测、生物医学检测等。在MXene电化学传感器中,适配体可以实现对待测分子的高效捕获,从而提高传感器的选择性和灵敏度,进一步提升检测的准确性和可靠性。
综上所述,MXene电化学适配体传感器将MXene材料的优势和适配体传感器的优势结合起来,实现了对肌钙蛋白cTnI的高效检测。该传感器具有灵敏度高、选择性好、重复性好、制备简单等优点,可用于心肌梗死等疾病的无创、高效、快速检测,具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于MXene/MWCNTs的用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,该传感器主要依托于二维MXene/MWCNTs材料的电化学信号增强作用,通过适配体特异性捕获来提升选择性。MXene具有比表面积大、电信号传导性能好、易于修饰的优势,尤其与MWCNTs掺杂复合后,可以大大促进电化学传感器检测cTnI的灵敏度。基于该方法制备的电化学适配体传感器可以高灵敏实现血液中肌钙蛋白的吸附、检测和分析性能,从而实现心肌梗死疾病的无创、高效、快速的检测。
用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、制备MXene,并制备MXene/MWCNTs复合物,其中MWCNT占MXene/MWCNTs复合物总质量的3.0-3.1%;
本发明中,二维层状材料MXene的二维结构上具备丰富的羟基、羧基等基团可以提高待测分子的富集,同时MXene具备非常优异的电子传导功能,能增强电化学传感器的灵敏度。可有效加速有机电化学晶体管中电子迁移率,促进离子-电子转化过程,有效对电化学晶体管传感器的跨导进行增益放大。二维结构有助于cTnI分子的高效富集,且MXene和MWCNTs都为导电性优良的电化学传感器材料,将有效提高适配体传感器的检测性能。将两者进行掺杂后的这些掺杂材料用于构建多螺旋通道场效应晶体管生物传感器,尤其用于cTnI的超灵敏定量的传感器,更会大大提高检测性能。
之所以选择MWCNT在MXene/MWCNTs复合物中的掺杂量为占总质量3.0-3.1%,是因为:
当MWCNTs的浓度过高时,可能会出现以下问题:
(1)聚集和团聚:高浓度的MWCNTs可能导致其在MXene中聚集和团聚,形成大块的集合体。这会降低材料的可分散性和均一性,影响传感器的性能。
(2)电导率失衡:过高的MWCNTs浓度可能导致MXene中的电导率不均衡。这会导致电流在材料中的分布不均匀,降低传感器的灵敏度和准确性。
当MWCNTs的浓度过低时,可能会出现以下问题:
(1)电导性不足:低浓度的MWCNTs可能无法有效提高MXene的电导性。这可能限制了传感器对目标分析物的灵敏度和响应能力。
(2)功能性降低:过低的MWCNTs浓度可能无法发挥MWCNTs的优良性能,如增加电极表面积和催化作用。这可能降低传感器的功能性能。
发明人发现,选择MWCNTs的掺杂比例为3.0-3.1%时可以在提高电化学传感器性能的同时避免上述问题的出现。这个浓度可以在MWCNTs和MXene之间实现良好的相互作用和分散性,以保持材料的均一性和性能稳定性,并提供足够的电导率增强效果。作为优选,MWCNT在MXene/MWCNTs复合物中的掺杂量为占总质量的3.0%。
步骤2、通过热蒸发镀膜和紫外光蚀刻微纳技术制备多通道的电化学传感器,所述电化学传感器中包含位于下方的钛层和位于上方的金层;
通过热蒸发镀膜和紫外光蚀刻微纳技术制备多通道的电化学传感器的方法属于本领域的现有技术,具体地可参考文献:Biosensors and Bioelectronics, 2019, 126:381-388; Bioelectrochemistry, 2023, 151: 108402;Analytical chemistry, 2015,87(19): 9869-9875。具体地,制备多通道的电化学传感器的主要步骤包括以下几个方面:首先,通过热蒸发镀膜技术在基底上沉积导电材料,形成电极;然后,使用紫外光蚀刻微纳技术,在电极上制备微细通道结构,以增加电化学传感器的灵敏度和选择性。作为优选,首先,通过热蒸发镀膜技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)基底上分别蒸镀厚度为5-8nm的钛层(充当粘附层)和50-70nm的金层(充当导电层),其中通过紫外光蚀刻微纳技术,在基底上构建以参比电极,对电极和工作电极为单元的传感器部件用于cTnI的检测。之后可进行电极表面的功能化处理,如修饰特定的生物分子或化学物质,以实现目标分析物的检测;最后,对制备完成的电化学传感器进行性能测试和优化,以确保其灵敏度、稳定性和重复性等方面的良好性能。通过这些步骤,可以制备出具有效果优良的电化学传感器,用于高效、准确地检测多种目标分析物。
步骤3、将步骤1制得的MXene/MWCNTs复合物修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上;
步骤4、将步骤3制得的电化学传感器的工作电极通过金-巯基结合的方式,即利用巯基和金之间的共价键将cTnI适配体与金电极结合,以实现对电化学传感器的稳定修饰;具体地,将电化学传感器的工作电极用等离子体清洗一定时间以清洗干净金层表面,优选清洗5分钟,然后采用10 μM的cTnI适配体修饰4-6h,其中cTnI适配体的序列为5′-SH-(C6)-CGTGCAGTACGCCAACCTTTCTCATGCGCTGCCCCTCTTA-MB-3′;
步骤5、将经步骤4修饰后的电化学传感器用去离子水冲洗若干遍直至去掉未结合的适配体,优选冲洗三遍,然后对电化学传感器表面进行阻断处理,最后将电化学传感器通过去离子水清洗干净后吹干,形成适配体传感器成品,置于4-8℃冰箱保存,备用,以用于对标准品进行电化学信号的检测。
作为优选,所述步骤1中,制备Mxene并制备MXene/MWCNTs复合物的方法具体包括如下步骤:
步骤a、缓慢加入3.0-4.0g Ti3AlC2到0.2-0.3 M氢氧化钠溶液中,然后在55-58℃温度下将溶液连续搅拌5-8小时,得到混合物;
步骤b、使用去离子水洗涤步骤a得到的混合物若干次,直到混合物的pH值达到6.9-7.1,即接近中性状态即可;
步骤c、将经过步骤b洗涤过的混合物在50-60℃的真空烘箱中干燥12-16小时,收集形成为黑色粉末的MXene,以用于多壁碳纳米管MWCNT和MXene的掺杂程序;
步骤d、按比例将MWCNT和MXene在50℃温度下采用高速搅拌机以1500转/分钟的速度强烈搅拌2小时,制备出MWCNT占总质量3.0-3.1%的MXene/MWCNTs复合物,即MWCNT在MXene/MWCNTs复合物中的掺杂比例为3.0-3.1%。
本发明在制备Mxene时之所以选择使用氢氧化钠刻蚀Ti3AlC2,是因为:虽然选择HF刻蚀是更加主流的方法,但是氢氟酸有危害,影响cTnI的检测;而选择氢氧化钠去刻蚀Al一样是合理的,因为Al是二性金属,具体可参阅文献Unnikrishnan B, Wu C W, Sangili A,et al. Synthesis and in situ sulfidation of molybdenum carbide MXene usingfluorine-free etchant for electrocatalytic hydrogen evolution reactions[J].Journal of Coll;Yang Z, Liu A, Wang C, et al. Improvement of gas and humiditysensing properties of organ-like MXene by alkaline treatment[J]. ACS sensors,2019, 4(5): 1261-1269。
针对MXene材料在现有的制备过程较为复杂,且容易产生层间的剥离和团聚现象,导致材料的稳定性差的问题,本发明优选在步骤1、a前,对MXene的前驱物Ti3AlC2进行严格的预处理,以去除杂质和有机物,并确保金属氧化物的充分剥离,并优化剥离过程的参数,以获得较高的剥离效率和均一性。具体地,所述剥离方法和参数如下:采用超声清洗机悬浮液对MXene的前驱物Ti3AlC2进行超声剥离,超声剥离的超声功率为20-100w,超声时间为30-60min,温度为31.2-43.5℃,正常大气压。其原理是使用功率超声处理以破坏MXene层间范德华力和氢键作用。
作为优选,所述步骤1制得的MXene的长度为6.8 ± 1.45 μm。
作为优选,所述步骤1中使用的MWCNT为羧基化多壁碳纳米管MWCNT, 尺寸5-30nm,纯度 >98%。之所以选择这种MWCNT,是因为这种MWCNT相比普通的MWCNT在功能化程度和浓度上都更优化,而且水溶性比较好,好修饰,纯度较高,干扰少。
作为优选,所述步骤1、b中,使用去离子水洗涤混合物十次,以让混合物的pH值达到6.9-7.1。作为优选,所述步骤2中,所述电化学传感器中钛层和金层的厚度分别为5-8 nm和50-70 nm。更优地,所述电化学传感器中钛层和金层的厚度分别为5 nm和50 nm。
作为优选,所述步骤2中,所述热蒸发镀膜的气压设置为1.2-4.0×10-4 pa。
作为优选,所述步骤3中,通过旋涂的方式将MXene/MWCNTs复合物修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上。更优地,旋涂的厚度为150-350μm,因为若是过薄,灵敏度增强的效果会削弱,过厚的话容易脱落。
作为优选,所述步骤5中,将电化学传感器通过去离子水清洗三次后吹干,形成适配体传感器成品。
作为优选,所述步骤5中,所述电化学传感器表面进行阻断处理的具体做法为:采用10-20 mM的巯基乙酸对电化学传感器进行阻断30分钟处理,或者,采用0.1wt%的牛血清蛋白对电化学传感器进行阻断30-45分钟处理。更优地,采用10 mM的巯基乙酸对电化学传感器进行阻断30分钟处理,或者采用0.1wt%的牛血清蛋白对电化学传感器进行阻断30分钟处理。
本发明的用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,依托于二维MXene/MWCNTs材料的电化学信号增强作用,通过适配体特异性捕获来提升选择性,可以高灵敏实现血液中肌钙蛋白的吸附、检测和分析性能,从而可对心肌梗死疾病实现无创、高效、快速的检测,减少患者的危险,提高医疗的效果,作为一种快速高灵敏高效的检测手段,值得推广和应用。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1为本发明的适配体传感器的制备方法过程示意图;
图2中,图2a为本发明实施例1制备出的MXene的扫描电子显微镜图;图2b为本发明实施例1制备出的MWCNT掺杂比例为3.0%的MXene/MWCNTs的扫描电子显微镜图;
图3中,图3a为对比例1制备出的基于MXene的适配体传感器检测的差分脉冲伏安法曲线图;图3b为本发明实施例1制备出的基于MWCNT掺杂比例为3.0%的MXene/MWCNTs的适配体传感器检测的差分脉冲伏安法曲线图;图3c为本发明实施例1、2和对比例1制备出的基于MXene和3种不同掺杂比例的MXene/MWCNTs的适配体传感器检测的信号响应值比较图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图及实施例对本发明进行进一步描述。
实施例1
如图1所示,用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、制备二维的MXene和MXene/MWCNTs复合物:
步骤a、缓慢加入3.0-4.0g Ti3AlC2到0.2-0.3 M氢氧化钠溶液中,然后在55-58℃温度下将溶液连续搅拌5-8小时,得到混合物;步骤a前,对MXene的前驱物Ti3AlC2进行严格的预处理,以去除杂质和有机物,并确保金属氧化物的充分剥离,并优化剥离过程的参数,以获得较高的剥离效率和均一性。具体地,所述剥离方法和参数如下:采用超声清洗机悬浮液对MXene的前驱物Ti3AlC2进行超声剥离,剥离剂为氢氧化钠,超声剥离的超声功率为20-100w,超声时间为30-60min,温度为31.2-43.5℃,正常大气压。其原理是使用功率超声处理以破坏MXene层间范德华力和氢键作用。
步骤b、使用去离子水洗涤步骤a得到的混合物10次,让混合物的pH值达到6.9-7.1,即接近中性状态下即可。
步骤c、将经过步骤b洗涤过的混合物在50-60℃的真空烘箱中干燥12-16小时,收集形成为黑色粉末的MXene,以用于多壁碳纳米管MWCNT和MXene的掺杂程序,MXene的长度为6.8 ± 1.45 μm;
步骤d、按比例将MWCNT和MXene在50℃温度下采用高速搅拌机以1500转/分钟的速度强烈搅拌2小时,制备出MWCNT占总质量3.0%的MXene/MWCNTs复合物,即MWCNT在MXene/MWCNTs复合物中的掺杂比例为3.0%。
如图2所示,图2a为本发明实施例1制备出的MXene的扫描电子显微镜图;图2b为本发明实施例1制备出的MWCNT掺杂比例为3.0%的MXene/MWCNTs的扫描电子显微镜图。
在图2a中,使用氢氧化钠蚀刻的二维层状 MXene 材料显示出清晰可见的层状结构。这种层状结构及其优异的导电性有助于其良好的电化学性质,并促进了分析物的检测。此外,图2b显示了混合 MXene/MWCNTs 的形态,MWCNTs 有效地覆盖了二维 MXene 材料的表面。MXene 和多壁碳纳米管之间的功能协同作用,再加上它们增强的电导率,提高了cTnI 受体传感器的灵敏度。此外,结合的形态学有助于 cTnI 的吸附,为通过充分的材料整合来支持 cTnI 的有效检测提供了实质性的证据。
步骤2、通过现有的热蒸发镀膜和紫外光蚀刻微纳技术制备多通道的电化学传感器;所述电化学传感器中包含位于下方的钛层和位于上方的金层,所述电化学传感器中钛层和金层的厚度分别为5 nm和50 nm;具体地,通过热蒸发镀膜技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)基底上沉积导电材料,即分别蒸镀厚度为5nm的钛层(充当粘附层)和50nm的金层(充当导电层),形成电极,所述热蒸发镀膜的气压设置为4.0×10-4pa,基底的厚度对检测无影响,本实施例中选用的PET基底的厚度为0.188微米;然后,使用紫外光蚀刻微纳技术,在电极上制备微细通道结构,以增加电化学传感器的灵敏度和选择性,具体是,其中通过紫外光蚀刻微纳技术,在基底上构建以参比电极,对电极和工作电极为单元的传感器部件用于cTnI的检测,本实施例中参比电极为氯化银电极,对电极为铂丝电极,工作电极为金电极。
步骤3、通过旋涂的方式将MXene/MWCNTs复合物修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上,旋涂的厚度为150-350μm;
步骤4、将步骤3制得的电化学传感器的工作电极通过金-巯基结合的方式,即利用巯基和金之间的共价键将cTnI适配体与金电极结合,以实现对电化学传感器的稳定修饰;具体地,将电化学传感器的工作电极用等离子体清洗5分钟以清洗干净金层表面,然后采用10μM的cTnI适配体修饰4-6h,其中cTnI适配体的序列为5′-SH-(C6)-CGTGCAGTACGCCAACCTTTCTCATGCGCTGCCCCTCTTA-MB-3′;
步骤5、将经步骤4修饰后的电化学传感器用去离子水冲洗三遍,去掉未结合的适配体,然后采用10mM的巯基乙酸对电化学传感器表面进行阻断30分钟处理,最后,将电化学传感器通过去离子水清洗干净后吹干,形成基于MXene/MWCNTs且MWCNT掺杂比例为3.0%的适配体传感器成品,置于4℃冰箱保存,备用,以用于对标准品进行电化学信号的检测。
本实施例中所使用的多壁碳纳米管MWCNT的规格为:羧基化多壁碳纳米管, 尺寸5-30nm,纯度 >98%,来源:中国科学院成都有机化学有限公司。
本实施例中所使用的cTnI适配体的来源是生工生物工程(上海)股份有限公司。
实施例2
用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,其制备方法中,其余特征同实施例1,制备MXene/MWCNTs复合物时,选择MWCNT分别占MXene/MWCNTs复合物总质量2.0%和4.0%,由此制备出基于MXene/MWCNTs且MWCNT掺杂比例分别为2.0%和4.0%的适配体传感器成品。
对比例1
基于MXene的适配体传感器制备方法,其制备方法中,其余特征同实施例1,将MXene修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上,形成基于MXene的适配体传感器成品。
通过上述实施例1、实施例2和对比例1,制得了基于MXene和基于MWCNT掺杂比例为2.0%、3.0%和4.0%的MXene/MWCNTs的四种适配体传感器,用这四种适配体传感器分别检测10 ng/mL的cTnI标准品并将结果进行对比。
其中,通过辰化电化学工作站Chi66e测定原始器件的信号值,随后将0.02 mLcTni(10 ng/mL)加入到集成器件中,等待孵育时间30 mins后,再测定集成器件的响应电流值。
如图3a为对比例1制备出的基于MXene的适配体传感器检测的差分脉冲伏安法曲线图;图3b为本发明实施例1制备出的基于MWCNT掺杂比例为3.0%的MXene/MWCNTs的适配体传感器检测的差分脉冲伏安法曲线图;图3c为本发明实施例1、2和对比例1制备出的基于MXene和MWCNTs 3种不同掺杂比例的MXene/MWCNTs的适配体传感器检测的信号响应值比较图。
通过图3c可知,(1)、和基于MXene的适配体传感器相比,基于MWCNT掺杂比例为3.0%的 MXene/MWCNTs的适配体传感器的标准化信号从1.05 ±0.11提升到了1.82 ±0.21,信号提升了73.3%,显著地提高了检测的灵敏度,故说明基于MXene/MWCNTs的适配体传感器的检测灵敏度更好;(2)、从图3c中也可以看出, MXene/MWCNTs复合物中MWCNTs三个不同掺杂比例2.0%,3.0%和4.0%中,MWCNTs掺杂比例为3.0%的基于MXene/MWCNTs的适配体传感器的检测灵敏度最佳,由此也说明了MWCNTs掺杂浓度过低则电信号增强有限,MWCNT掺杂浓度过高,则影响本身Mxene的性能。
故本发明的用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,依托于二维MXene/MWCNTs材料的电化学信号增强作用,通过适配体特异性捕获来提升选择性,可以高灵敏实现血液中肌钙蛋白的吸附、检测和分析性能,从而可对心肌梗死疾病实现无创、高效、快速的检测,减少患者的危险,提高医疗的效果,作为一种快速高灵敏高效的检测手段,值得推广和应用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依据本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.用于肌钙蛋白cTnI检测的高灵敏适配体传感器的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:
步骤1、制备Mxene,并制备MXene/MWCNTs复合物,其中MWCNT占MXene/MWCNTs复合物总质量的3.0-3.1%;
步骤2、通过热蒸发镀膜和紫外光蚀刻微纳技术制备多通道的电化学传感器;所述电化学传感器中包含位于下方的钛层和位于上方的金层;
步骤3、将步骤1制得的MXene/MWCNTs复合物修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上;
步骤4、将步骤3制得的电化学传感器的工作电极通过金-巯基结合的方式,即利用巯基和金之间的共价键将cTnI适配体与金电极结合,以实现对电化学传感器的稳定修饰;具体地,将电化学传感器的工作电极用等离子体清洗一定时间以清洗干净金层表面,然后采用10 μM的cTnI适配体修饰4-6h,其中cTnI适配体的序列为5′-SH-(C6)-CGTGCAGTACGCCAACCTTTCTCATGCGCTGCCCCTCTTA-MB-3′;
步骤5、将经步骤4修饰后的电化学传感器用去离子水冲洗若干遍直至去掉未结合的适配体,然后对电化学传感器表面进行阻断处理,最后将电化学传感器通过去离子水清洗干净后吹干,形成适配体传感器成品,置于4-8℃冰箱保存,备用,以用于对标准品进行电化学信号的检测;
所述步骤1中,制备Mxene并制备MXene/MWCNTs复合物的方法具体包含如下步骤:
步骤a、缓慢加入3.0-4.0g Ti3AlC2到0.2-0.3M氢氧化钠溶液中,然后在55-58℃温度下将溶液连续搅拌5-8小时,得到混合物;
步骤b、使用去离子水洗涤步骤a得到的混合物若干次,直到混合物的pH值达到6.9-7.1;
步骤c、将经过步骤b洗涤过的混合物在50-60℃的真空烘箱中干燥12-16小时,收集形成为黑色粉末的MXene,以用于多壁碳纳米管MWCNT和MXene的掺杂程序;
步骤d、按比例将MWCNT和MXene在50℃温度下采用高速搅拌机以1500转/分钟的速度强烈搅拌2小时,制备出MWCNT占总质量3.0-3.1%的MXene/MWCNTs复合物;
在所述步骤a之前,对MXene的前驱物Ti3AlC2进行严格的预处理,以去除杂质和有机物,并确保金属氧化物的充分剥离,具体地:采用超声清洗机悬浮液对MXene的前驱物Ti3AlC2进行超声剥离,超声剥离的超声功率为20-100w,超声时间为30-60min,温度为31.2-43.5℃,正常大气压。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,所述电化学传感器上钛层和金层的厚度分别为5-8 nm和50-70 nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,所述热蒸发镀膜的气压设置为1.2-4.0×10-4 pa。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,通过旋涂的方式将MXene/MWCNTs复合物修饰到步骤2制得的电化学传感器的工作电极上。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,所述电化学传感器表面进行阻断处理的具体做法为:采用10-20 mM的巯基乙酸对电化学传感器进行阻断30分钟处理,或者,采用0.1wt%的牛血清蛋白对电化学传感器进行阻断30-45分钟处理。
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Integrating MXene/MWCNTs into aptasensor capable of ultrasensitive quantification of cTnI towards the diagnosis of acute myocardial infarction;jinsong tao 等;《Research Squre》;Experimental、Results and discussion部分 * |
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