[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

摘要

本发明涉及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，属于光电化学传感器领域。以聚吡咯/氮缺位的石墨相氮化碳为模板，合成多级结构的Zn₂SnO₄立方体，用氮、硫掺杂的石墨烯量子点N,S‑GQDs来敏化Zn₂SnO₄，增强其可见光吸收，再原位生长CdS纳米粒子，得到光电活性显著提高的多级微米立方锡酸锌复合材料Zn₂SnO₄/N,S‑GQDs/CdS，通过层层自组装方法，将心肌钙蛋白I抗体、牛血清白蛋白和心肌钙蛋白I抗原组装到Zn₂SnO₄/N,S‑GQDs/CdS复合材料上，利用Zn₂SnO₄/N,S‑GQDs/CdS优异的光电活性以及心肌钙蛋白I抗原抗体之间的特异性结合，实现对心肌钙蛋白I的超灵敏检测，这对心肌钙蛋白I的分析检测具有重要的意义。

主权项

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30 min，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 ~ 40 min，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。