[发明专利]一种双功能标记物构建的免疫传感器的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于功能化纳米材料、免疫分析及生物传感技术领域，具体涉及一种双功能标记物构建的免疫传感器的制备方法及其应用。

背景技术

自上世纪80年代，电化学传感器的研究与开发呈现出突飞猛进的局面。近年来，随着纳米材料科学和微电子技术的快速发展，纳米技术、生命科学、生物技术、电分析技术和表面科学等领域的交叉融合,各种新原理、新材料和新工艺的广泛采用，电化学传感器不断涌现并进入实际应用。

免疫传感器是将免疫学方法和分析化学相结合的生物传感器，通过抗原与抗体的特异性结合，使得它具有灵敏度高、选择性好、快速及操作简便等优点。

标记物是电化学免疫传感器的重要结构组成部分。由于免疫反应中的抗原抗体本身不具有氧化还原特性，因此不能在电化学检测中产生信号实现定量和定性分析。研制性能优异的标记物，用以标记抗原或抗体，成为实现高灵敏检测的关键所在。

纳米材料在光电方面的特殊性质，使其被广泛用于传感器件的制作。某些纳米材料具有大的比表面积，常被用作载体来固定抗原或抗体。其中，自身具有良好氧化还原能力的材料，可以用来作为电化学反应的信号源；而具有催化能力的材料，可以用其催化过氧化氢实现间接定量。因此在制备标记物的过程中利用纳米材料的特性能够达到良好的效果。

石墨烯具有比表面积大，催化性能好，能高效吸附固载生物分子及增强电子传递等优点。二氧化钛（TiO₂）纳米材料具有不同的形貌和晶型结构，在光催化、传感器、电池及其他领域具有广泛的应用。它具有比表面积大、成本低廉、生物相容性好、制备简单等优点，能够稳定的固载抗体。已有研究结果显示金属离子掺杂的二氧化钛在光催化降解环境污染物方面具有良好的效果，而在传感器的制备中还未曾出现过。

本发明利用石墨烯增强电极的电子传递能力并将铜掺杂二氧化钛作为一种新型标记物，提供了一种双功能标记物构建的免疫传感器的制备方法，实现了在两种电化学检测技术下对一种分析物的灵敏分析。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种双功能标记物的制备方法。

本发明的目的之二是将所制备的双功能标记物应用于免疫传感器的制备。

本发明的目的之三是利用所制备的免疫传感器，通过两种电化学技术对分析物进行检测。

本发明的技术方案，包括以下步骤。

1.一种双功能标记物-二抗孵化物的制备方法，包括以下步骤：

（1）二氧化钛纳米材料的制备

将2 mL钛酸丁酯加入40~50 mL乙二醇中，室温搅拌6~8 h制成混合物，将该混合物加入150~170 mL的丙酮中，加2~3 mL水，剧烈搅拌1~2 h，离心分离，用乙醇清洗2~4 次，50℃干燥，制得二氧化钛前驱体；将0.1 g二氧化钛前驱体分散到20 mL水中，搅拌条件下加热回流1~2 h；再经过离心分离，乙醇清洗2~4 次，50℃干燥，制得二氧化钛纳米材料，备用。

（2）铜掺杂二氧化钛Cu@TiO₂的制备

将1 g二氧化钛纳米材料加到40 mL、10 mol·L^-1 的NaOH溶液中，搅拌2~3 h，装入聚四氟乙烯的反应釜中，120~140℃加热18~24 h，取出并冷却至室温，用8~12mL、0.1 mol·L^-1 HCl溶液搅拌处理，超纯水洗涤至中性，60℃下干燥，得到处理过的二氧化钛纳米材料；

将乙二胺（en）和Cu(OH)₂以化学计量比2:1的比例混合制得Cu(en)₂(OH)₂溶液，将0.8 g上述处理过的二氧化钛纳米材料加到50 mL 制得的Cu(en)₂(OH)₂溶液中，搅拌1~2 h，得到蓝色物质，离心分离，用水清洗数次后，在400~500℃下煅烧得到黄色粉末铜掺杂二氧化钛Cu@TiO₂。

（3）双功能标记物的制备

将0.25 g Cu@TiO₂、0.5 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80 mL甲苯，在氮气保护下，120℃搅拌回流4~6 h，用甲苯和超纯水各清洗2~4次，50~60℃下干燥，制得氨基功能化铜掺杂二氧化钛Cu@TiO₂，即双功能标记物；