[发明专利]一种基于三维掺氮石墨烯/二硫化钼的γ‑干扰素适体电极及其制备方法与应用

说明书

背景技术

γ-干扰素(IFN-γ)，也被称为“免疫干扰素”或“免疫细胞干扰素”，是一种通过相关免疫基因的转录调控激活多种信号传导途径的细胞因子。γ-干扰素由活化的T细胞(胸腺衍化细胞)和自然杀伤细胞(NK细胞)分泌。γ-干扰素具有免疫调控、抗病毒、抗增殖和抗肿瘤的作用。与其他细胞因子相比，γ-干扰素在疾病发病前(2-5d)就有明显的变化，因此γ-干扰素是一种早期疾病检测的重要标记物。

γ-干扰素在人类血清和尿液中的浓度异常与许多疾病相关，如癌症、艾滋病和骨髓白血病。由于干扰素重要的生理特性，开发新的、快速、有效的方法对干扰素的检测具有重要意义。到目前为止，许多检测方法已经被报道，如电化学、表面增强拉曼光谱、比色法、荧光法等。其中，电化学适体传感器检测干扰素的方法引起了较大的研究兴趣。适体识别元件与各种电化学转换器的组合选择配用，决定着电化学适体传感器对目标物检测的选择专一性、灵敏性和检测精度。电极材料的选择，对于提高传感器的灵敏度至关重要。

现有技术已经公开了多种针对γ-干扰素的电化学适体传感器及检测方法。刘等(Ying Liu，Nazgul Tuleouva，Erlan Ramanculov，and Alexander Revzin，Anal.Chem.，2010，82，8131-8136)报道了在金电极上，通过金硫键制备测定γ-干扰素的适体传感器，检测γ-干扰素的检出限为0.06nM。闫等(Genping Yan,Yonghong Wang,Xiaoxiao He,Kemin Wang,Jinquan Liu,Yudan Du，Biosensors and Bioelectronics，2013，44，57-63)报道了利用滚环放大技术在石墨烯界面可控组装的免标记电化学适体传感器用于γ-干扰素的测定，检测γ-干扰素的线性范围是0.1-0.7pM，检出限为0.065pM。

石墨烯经氮掺杂后会影响碳原子的自旋密度和电荷分布，能带结构会有调整，导致石墨烯表面产生“活性位点”，这些活性位点可以直接参与催化反应，通过氮掺杂复合物的电化学活性得到明显提高。MoS₂和石墨烯具有独特且类似的二维层状纳米结构，两者通过复合构成新的异质层间结构，该结构存在新的相互作用，有助于获得新的、更优异的性能。此外，基于两者在晶体结构和微观形貌上的匹配性和电学性能上的互补性，通过这两种材料复合所制备的新型纳米复合材料能够最大程度地显示二者之间的协同效应。

虽然现有技术已经公开了多种电化学适体传感器及相应检测方法，但对于γ-干扰素的检测，如何提高其灵敏度，仍是本领域技术人员的关注热点。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于三维掺氮石墨烯/二硫化钼的γ-干扰素适体电极及其制备方法与应用。

为了解决以上问题，本发明的技术方案为：

一种基于三维掺氮石墨烯/二硫化钼的干扰素适体电极的制备方法，包括如下步骤：

1)三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料(3D G-N/MoS₂)的制备；

2)辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料(HRP/3D G-N/MoS₂)的制备

称取适量三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料加入二次水中，超声共振一段时间后，加入辣根过氧化物酶，冰水浴搅拌，得到辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料，过滤后，将辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料分散在水中保存；

3)辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料适体修饰电极(ssDNA/HRP/3D G-N/MoS₂/GCE)的制备

裸玻碳电极预处理后，将步骤2)中得到的辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料滴涂在玻碳电极(GCE)表面，制得辣根过氧化物酶/三维掺氮石墨烯/二硫化钼/裸玻碳(HRP/3D G-N/MoS₂/GCE)修饰电极；

将制备的HRP/3D G-N/MoS₂/GCE修饰电极浸在γ-干扰素适体(ssDNA)中进行培育，封闭电极，制得γ-干扰素电化学适体修饰电极(ssDNA/HRP/3D G-N/MoS₂/GCE)。

优选的，步骤2)中，三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料、辣根过氧化物酶和水加入的重量比为：1-3:4-12:1-3。