[发明专利]一种基于多级微米立方锡酸锌复合材料的光电化学心肌钙蛋白I传感器的制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于多级微米立方锡酸锌复合材料的光电化学心肌钙蛋白I传感器的制备方法，所述的多级微米立方锡酸锌复合材料为氮、硫掺杂石墨烯量子点N,S-GQDs和硫化镉CdS共敏化的多级微米立方锡酸锌Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS，所述的光电化学心肌钙蛋白I传感器由ITO工作电极、Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS、心肌钙蛋白I抗体、牛血清白蛋白、心肌钙蛋白I抗原组成；

其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：

一、Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS的制备；

二、光电化学心肌钙蛋白I传感器的制备；

其中，步骤一制备Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS的具体步骤为：

（1）在10 ~ 20 mL超纯水和10 ~ 20 mL乙醇混合物中加入0.03 ~ 0.3 g聚吡咯/氮缺位的石墨相氮化碳PPy/g-C₃N₄-VN模板，超声0.5 ~ 1 h，然后继续加入1.25 ~ 2.5 mmol锌盐和0.625 ~ 1.25 mmol锡盐，之后，逐滴滴加5 ~ 10 mL 1.0 mol/L NaOH溶液，搅拌15 ~30 min，把悬浮液转移至50 ~ 100 mL聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，在200℃中加热反应20 ~ 28 h，将所得产物用乙醇和超纯水各离心洗涤3次，最后干燥得到Zn₂SnO₄粉末，将其溶于超纯水中，得到Zn₂SnO₄悬浮液；

（2）将ITO电极切割至2.5 cm × 0.8 cm大小，依次用丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30min，用氮气吹干后，将8 ~ 10 µL的Zn₂SnO₄悬浮液修饰到ITO电极上，室温下晾干；

（3）在步骤（2）中得到的电极表面修饰3 ~ 4 µL、浓度为1 ~ 7 mg/mL的N,S-GQDs溶液，室温下晾干；在电极表面进一步修饰3 ~ 4 µL、0.08 mol/L的Cd(NO₃)₂，室温下反应20 ~ 40min，超纯水冲洗，继而修饰3 ~ 4 µL、0.1 mol/L的Na₂S，室温下反应20 ~ 40 min，超纯水冲洗，制得Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS；

所述的锌盐选自下列之一：氯化锌、硫酸锌、硝酸锌；

所述的锡盐选自下列之一：氯化锡、硫酸锡、硝酸锡；

其中，步骤二制备光电化学心肌钙蛋白I传感器的具体步骤为：

（a）在步骤一中得到的Zn₂SnO₄/N,S-GQDs/CdS修饰的ITO工作电极表面修饰3 ~ 4 µL、0.1 mol/L的巯基乙酸，室温下晾干，继续滴加3 ~ 4 μL的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；

（b）在步骤（a）中得到的电极表面修饰4 ~ 5 µL、8 ~ 10 µg/mL的心肌钙蛋白I抗体，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；

（c）在步骤（b）中得到的电极表面修饰4 ~ 5 µL的1 ~ 1.5 %牛血清蛋白溶液，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，自然晾干，即制得光电化学心肌钙蛋白I传感器；

所述的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺含1×10^-2 mol/L的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和2×10^-3 mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。

2.如权利要求1所述的制备方法所制备的光电化学心肌钙蛋白I传感器的应用，其特征在于，包括如下应用步骤：

a. 标准溶液配制：配制一组包括空白标样在内的不同浓度的心肌钙蛋白I标准溶液；

b. 工作电极修饰：将如权利要求1所述的制备方法所制备的光电化学心肌钙蛋白I传感器作为工作电极，将步骤a中配制的不同浓度的心肌钙蛋白I标准溶液分别滴涂到工作电极表面；

c. 工作曲线绘制：以饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，与步骤b所修饰好的工作电极组成三电极体系，在PBS缓冲溶液中进行测试；采用i-t测试手段对分析物进行检测，设置电压为0 V，运行时间100 s，激发光源为LED灯；检测对不同浓度的心肌钙蛋白I标准溶液产生的光电流强度，绘制工作曲线；含有不同浓度的心肌钙蛋白I标准溶液的光电流强度记为I_i，I_i与心肌钙蛋白I标准溶液浓度c的对数之间成线性关系，绘制I_i - logc工作曲线；

d. 心肌钙蛋白I的检测：用待测的人体血清样品代替步骤b中的心肌钙蛋白I标准溶液，按照步骤b和c中的方法进行检测，根据响应光电流强度I和工作曲线，得到待测样品中心肌钙蛋白I的含量；

所述的PBS缓冲溶液为10 mL ~ 15 mL、pH为5.0 ~ 8.0的含0.1 mol/L抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液。