IPC分类号 : G01N27/30,G01N27/327,G01N27/48,G01N33/543,B82Y30/00
专利摘要
本发明公开了提供一种用于检测黄曲霉毒素B1的电化学免疫传感器的制备方法,包括以下步骤:1)制备羧基化氧化石墨烯‑金(COOH‑GO‑Au)复合纳米材料;2)制备修饰电极;3)在37℃下,将黄曲霉毒素B1抗体孵育于以上COOH‑GO‑Au修饰好的玻碳电极上,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干,37℃下用牛血清白蛋白溶液封闭未识别的活性位点,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干,37℃下孵育黄曲霉毒素B1抗原于上述电极表面,孵育30min后,用磷酸盐缓冲液漂洗,晾干,得电化学免疫传感器。由此构建的AFB1电化学免疫传感器感应性能良好,能够对实际样品进行快速测定。
权利要求
1.用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)制备羧基化氧化石墨烯-金复合纳米材料
取聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸溶于二次蒸馏水中,溶解完全后加入羧基化氧化石墨烯,将该混合液加热到80-120℃,加热10-30min,逐滴加入氯金酸,继续搅拌反应3-5h,待颜色变为红棕色,用乙醇离心清洗得羧基化氧化石墨烯-金复合纳米材料;
2)制备修饰电极
先将玻碳电极用Al2O3粉末在麂皮上抛光后,依次用HNO3,无水乙醇、二次蒸馏水各超声1-3min,晾干备用,移取步骤1)制备好的COOH-GO-Au复合纳米材料滴涂在玻碳电极表面,晾干,用蒸馏水冲洗,晾干,得到COOH-GO-Au/GCE传感器;
3)在37℃下,将上述COOH-GO-Au/GCE于AFB1抗体中孵育,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干;接着将电极置于牛血清白蛋白溶液中,37℃孵育以封闭活性位点,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干,最后将上述电极在AFB1溶液中37℃孵育30min后,用磷酸盐缓冲液漂洗,晾干,得到COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1免疫传感器。
2.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述玻碳电极的直径为3mm。
3.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯吡咯烷酮为105mg,所述抗坏血酸为180mg,所述羧基化氧化石墨烯为3.0mg,所述氯金酸为3mL 3mmol L
4.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述Al2O3粉末的粒径依次是1.0μm、0.5μm、0.03μm。
5.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述AFB1抗体的浓度为150μg.mL
6.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述AFB1抗体的孵育时间为40min。
7.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述磷酸盐缓冲液的pH为7。
8.根据权利要求1所述的用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,其特征在于,所述AFB1的免疫反应时间为30min。
9.应用权利要求1-8任一项制备方法制得的AFB1电化学免疫传感器。
10.应用权利要求9所述的AFB1电化学免疫传感器用于AFB1的检测。
说明书
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域,尤其涉及一种羧基化氧化石墨烯负载金纳米粒子的制备方法,将羧基化氧化石墨烯负载的金纳米粒子用于构建AFB1电化学免疫传感器,并用于AFB1的检测。
背景技术
黄曲霉毒素是一种具有较强毒性的生物毒素,常见的种类有AFB1、 AFG2、AFG1、AFB2、AFM1和AFM2等十几种结构相似的化合物
目前,AFB1检测方法主要包括以下几种:酶联免疫法(ELISA)、高效液相色谱法(HPLC)、薄层层析法(TLC)等。其中,酶联免疫法特异性强,成本低,且灵敏度高,但在酶促反应过程中,酶的活性容易受到介质组成和操作条件的影响,导致方法的准确性不够理想,通常仅用于样品筛检。高效液相色谱法需要采用固相萃取、超临界流体萃取、免疫亲和层析或固相分离柱等方法,来净化样品以提高选择性,这种方法耗时而且耗费。薄层层析法操作步骤过多,样品前处理复杂,很容易受到杂质的干扰。而电化学免疫检测法操作简便,检测灵敏度好、选择活性性好,更适合用于微量元素的检测。
发明内容
为了解决以上问题的一个或多个,本发明提供AFB1电化学免疫传感器及其制备方法及其用于AFB1的检测。
根据本发明的一个或多个,提供一种用于检测AFB1的电化学免疫传感器的制备方法,包括以下步骤:
1)制备COOH-GO-Au复合纳米材料
取聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸溶于二次水中,溶解完全后加入羧基化氧化石墨烯,将该混合液加热到80-120℃,加热10-30min,然后逐滴加入氯金酸,搅拌反应3-5h,待颜色变为红棕色,用乙醇离心清洗得 COOH-GO-Au复合纳米材料;
2)制备修饰电极
先将玻碳电极依次用不同粒径的Al2O3粉末在麂皮上抛光,依次用 HNO3,无水乙醇、二次蒸馏水各超声1-3min,晾干备用,移取步骤1)制备好的COOH-GO-Au复合纳米材料滴涂在玻碳电极表面,晾干用蒸馏水冲洗,晾干;
3)在37℃下,将上述COOH-GO-Au/GCE于anti-AFB1中孵育,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干;接着将电极置于牛血清白蛋白溶液中,37℃孵育以封闭活性位点,取出电极用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,晾干,最后将上述电极在AFB1溶液中37℃孵育30min后,用磷酸盐缓冲液漂洗,晾干,得到COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1免疫传感器。
在一些实施方式中,玻碳电极的直径为3mm。
在一些实施方式中,聚乙烯吡咯烷酮为105mg,抗坏血酸为180mg,羧基化氧化石墨烯为3.0mg,氯金酸为3mL 3mmol L
在一些实施方式中,Al2O3粉末的粒径依次是1.0μm、0.5μm、0.03μm。
在一些实施方式中,anti-AFB1的浓度为150μg.mL
在一些实施方式中,anti-AFB1抗体的孵育时间为40min。
在一些实施方式中,磷酸盐缓冲液的pH为7。
在一些实施方式中,anti-AFB1的免疫时间为30min。
根据本发明的另一个方面,提供应用前述制备方法制得的AFB1电化学免疫传感器。
根据本发明的另一个方面,应用前述的AFB1电化学免疫传感器用于 AFB1的检测。
石墨烯(Graphene)是一种具有单原子厚度的新型二维结构的碳纳米材料,由单层碳原子排列堆积而成单层二维蜂窝状晶体,具有结构稳定,比表面积大、电阻率极低、导电能力强、催化效率高、表面反应活性高以及吸附能力强等优异性质;另一方面,石墨烯是一种零带隙材料,掺杂其它原子可以调控其能带结构,大大提高了材料的电催化性能。石墨烯表面是惰性的,化学稳定性较高,且石墨烯之间存在较强的范德华力,容易聚集,且其聚合物在基体中的分散性差,不易溶于水及其他有机溶剂中,不利于其研究及应用的进一步扩展。为了使石墨烯优良性能得以广泛应用,就必须要对石墨烯的表面进行改性。通过引入其它特定的官能团,可赋予石墨烯新的性质,进一步拓展它的应用领域。
纳米金因其无毒性和优异的生物相容性被广泛应用于传感器领域,将金纳米复合材料用于电极表面的修饰,可有效增大电极比表面积,加快电子传递速率,提高电极的导电性,负载更多目标物,提高传感器的稳定性,加速传感器的响应等优点。金纳米粒子具有比表面积大、催化效率高、良好的生物兼容性及稳定性等优点,可有效保持生物酶或生物活性物质的活性,提高电化学生物传感器的灵敏度和目标物的固定效率。
本发明相比于现有技术具有以下有益效果是:
本发明检测AFB1最简单、耗时耗费较少。根据羧基化氧化石墨烯、金纳米粒子良好的生物相容性,稳定性好,导电性高,反应活性高等许多独特的优点,本发明将性能优良的羧基化氧化石墨烯和金纳米粒子结合在一起制备羧基化氧化石墨烯-金复合纳米材料(COOH-GO-Au),得到的COOH-GO-Au复合纳米材料兼具了两者的优良性能,将制备的复合纳米材料用于构建电化学免疫传感器对AFB1进行检测。构建的AFB1电化学免疫传感器感应性能良好,能够对实际样品进行快速测定,与现有的检测方法相比具有快速检测的优势。
附图说明
图1为本发明的COOH-GO-Au复合纳米材料的扫描电镜图;
图2为本发明的COOH-GO和COOH-GO-Au的紫外光谱图;
图3为在含有0.1mol L
图4为在含有0.1mol L
图5为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1 mol L
图6为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1 mol L
图7为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1免疫传感器在含有0.1mol L
图8为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1 mol L
图9为在含有0.1mol L
图10为不同浓度的AFB1与方波伏安响应电流之间的线性关系图;
图11为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1 mol L
图12为COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1 mol L
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
(一)表1-实验试剂
(二)表2-实验仪器
实施例1溶液的配置
1、0.1mol L
称取0.08231g铁氰化钾,0.1055g亚铁氰化钾和1.8637g氯化钾,用二次蒸馏水溶解后,转移至250mL容量瓶中,定容至刻度线,备用。
2、配制0.2M pH=7.0的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(PBS)
用电子天平准确称取3.05g NaH2PO4·2H2O和10.925g Na2HPO4·12H2O,将其置于100mL烧杯中,用二次蒸馏水溶解后,转移至 250mL容量瓶中,定容至刻度线,摇匀,待用。
3、配制2%牛血清白蛋白(BSA)溶液
用分析天平准确称取2.0mg BSA,将其溶解于1.0mL的PBS(pH=7) 溶液中,放置冰箱保存待用。
4、配制AFB1标准溶液
将冷冻保存的AFB1解冻,用移液枪量取浓度为2μg mL
5、anti-AFB1的配置
配置anti-AFB1母液,用移液枪量取浓度为1mg mL
实施例2制备羧基化氧化石墨烯-金(COOH-GO-Au)复合纳米材料
1、取105mg聚乙烯吡咯烷酮和180mg抗坏血酸溶于12mL二次蒸馏水中,溶解完全后加入3.0mg羧基化氧化石墨烯,将该混合液在磁力搅拌下加热到90℃,加热10min,然后在搅拌下逐滴加入3mL 3mmol L
2、对COOH-GO-Au复合纳米材料进行形貌表征,结果如图1所示,从图1可以看出COOH-GO表面均匀地分布着大量小颗粒的金纳米粒子,表明本发明的方法成功的制备了COOH-GO-Au复合纳米材料。
3、接着采用紫外光谱对COOH-GO和COOH-GO-Au进行表征,从图 2可以看出,COOH-GO在230nm处有较强的吸收峰,在300nm左右有有个肩峰,与COOH-GO相比,在COOH-GO-Au中GO的吸收峰红移了2nm,肩峰变宽,这是由于石墨烯和金纳米粒子之间的相互作用所致,在515nm 处出现了一个新的吸收峰,该吸收峰为金纳米粒子的特征吸收峰。
实施例3传感器的制备
1、修饰电极的电化学测试方法
在CHI660e电化学工作站中进行电化学测试。电化学测试采用三电极体系,Ag/AgCl电极作为参比电极,铂丝为辅助电极,COOH-GO-Au修饰电极作为工作电极。COOH-GO-Au修饰电极的电化学行为在含0.1mol L
2、制备修饰电极
先将直径为3mm的玻碳电极分别用1.0μm、0.5μm、0.03μm的Al2O3粉末在麂皮上抛光后,依次用1.0M HNO3,无水乙醇、二次蒸馏水各超声 1min,晾干备用。用移液枪移取制备好的COOH-GO-Au复合纳米材料7μL 滴涂在玻碳电极表面,晾干用蒸馏水冲洗,晾干保存备用。
3、黄曲霉毒素免疫传感器的构建
首先取10μL 150μg mL
4、电极的电化学行为
分别采用CV和EIS考察了构建的电化学免疫传感器的电化学行为,以1.0mmol L
图3为在含有0.1mol L
其中图4为(a)COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE、(b) COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA/GCE、(c)COOH-GO-Au-anti-AFB1/GCE、(d) COOH-GO-Au/GCE和(e)裸电极在含有0.1mol L
实施例4黄曲霉素B1抗体(anti-AFB1)浓度的优化
为了证明150μg.mL
实施例5黄曲霉素B1抗体(anti-AFB1)孵育时间的优化
为了证明40min为anti-AFB1的最佳孵育时间,进行以下实验。孵育时间对AFB1的检测有着重要影响,所以考察孵育时间对免疫反应的影响也是非常有必要的,按照实施例3关于黄曲霉毒素免疫传感器的构建的方法,固定其他条件不变,选择anti-AFB1浓度为150μgmL
实施例6 PBS缓冲溶液pH的优化
为了证明pH=7.0的PBS为最佳的,进行以下实验。PBS缓冲溶液pH 对检测信号的峰电流的影响,不同的溶液pH,将会导致相同条件下扫描的峰电流不同。在pH5.0-8.0的PBS中,按照实施例3关于黄曲霉毒素免疫传感器的构建的方法,固定其他条件不变,选择anti-AFB1浓度为150μg mL
实施例7 AFB1免疫时间的优化
为了证明30min作为最佳免疫反应时间,进行以下实验。anti-AFB1与 AFB1发生免疫反应的完全程度与免疫反应时间有直接关系,因此,按照实施例3关于黄曲霉毒素免疫传感器的构建的方法,选择上述优化的最佳条件,固定其他条件不变。AFB1孵育时间分别为10min、20min、30min、40min、 50min、60min,如图8所示,从图中可以看出,在10~30min范围内,免疫传感器的峰电流随孵育时间增加而迅速减小,这是由于anti-AFB1-AFB1发生免疫反应需要一定的时间才能形成稳定的免疫复合物。当免疫反应时间继续增大到50min,峰电流有逐渐增大,说明免疫反应30min时固定的抗体与游离的抗原的结合达到一个饱和状态,因此,选择30min作为最佳免疫反应时间。
实施例8检测黄曲霉毒素
配制一系列浓度梯度(0ng mL
实施例10稳定性实验
将COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在含有0.1mol L
实施例11扫描速率
将COOH-GO-Au-anti-AFB1-BSA-AFB1/GCE免疫传感器在不同扫描速率 (15~100mV/s)下做循环伏安扫描,如图12所示。由图12可以看出,随着扫描速度的增加,氧化还原峰的电流均增加,氧化峰向高电位偏移,还原峰向低电位偏移,并且扫描得到的氧化峰和还原峰的电流值都分别与扫描速率的平方根成线性关系,说明电极过程主要受扩散控制。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
AFB 1 电化学免疫传感器及其制备方法及其用于AFB 1 的检测专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
动态评分
0.0