[发明专利]一种冈田酸三维金纳米柱阵列免疫电极的制备方法

说明书

本发明涉及一种冈田酸三维金纳米柱阵列免疫电极的制备方法，其采用化学沉积‑电沉积方法在孔径为80~200 nm的聚碳酸酯滤膜上沉积金，得到三维金纳米柱阵列电极；在三维金纳米柱阵列电极表面通过循环伏安法电聚合修饰聚硫堇，形成聚硫堇/三维金纳米柱阵列电极；在聚硫堇/三维金纳米柱阵列电极上结合戊二醛，再将冈田酸抗体固定到戊二醛上，形成冈田酸抗体/戊二醛/聚硫堇/三维金纳米柱阵列电极；最后用牛血清蛋白封闭电极，制得冈田酸三维金纳米柱阵列免疫电极。本发明电极具有三维结构，表面积大，制备简单，稳定性好，抗体固定牢固，操作简便，检测限低，灵敏度高，可实现快速检测。

技术领域

本发明涉及一种免疫电极的制备方法，具体地说是一种冈田酸三维金纳米柱阵列免疫电极的制备方法。

背景技术

冈田酸（Okadaic Acid, OA）属于海洋毒素中腹泻性贝类毒素的一种。人体内食入的冈田酸达到一定含量后，会引起腹泻、恶心、呕吐和腹痛等症状，同时，冈田酸在体内长期积累还会诱发肿瘤和致癌，对人类健康安全具有较大危害。欧盟规定的冈田酸最高允许量为160 ng/g。快速、简便、准确检测冈田酸含量对人类的生命安全具有重要意义。传统的冈田酸检测方法主要有：小鼠试验法、高效液相色谱法、液相色谱-串联质谱法、酶联免疫法等。虽然这些方法应用广泛，但仍然存在个体差异性大、无法定量检测、成本昂贵、步骤繁琐、操作要求高等一些缺陷。

电化学免疫传感器将抗原-抗体免疫反应的特异性和电化学检测技术的高灵敏性结合，具有很好的检测效果，受到了国内外研究者的广泛关注。金电极具有性质稳定、导电性好、生物相容性良好等优点，是生物传感器中最常见的电极材料之一。金纳米材料具有大的比表面积，可提供更多的生物活性分子吸附位点，同时具有放大信号的作用，可以有效提高电化学免疫传感器的灵敏度。郭萌萌等人在分析测试学报, 2014, 33(2): 161-166中报道说在金电极上电聚合修饰聚硫堇-亚甲基蓝复合聚合膜，然后固定纳米金颗粒和冈田酸抗体，用牛血清蛋白封闭电极，制备了电流型免疫传感器，检测限为1×10^-10 g/mL。

然而，目前已有的冈田酸金纳米免疫传感器研究还很少，且存在一定缺陷，如制备过程复杂，纳米金颗粒尺寸难以控制，抗体固定效果差，检测限高，稳定性差等，这些缺陷导致其在实际检测中的应用受限。提高冈田酸免疫传感器性能的有效途径有：（1）改善基底电极性能；（2）选择合适的修饰膜层，提高抗体或抗原在电极表面的固定效果。

纳米阵列电极是多个纳米电极的集合体，它不仅具有单个纳米电极高传质速率、低双电层充电电流、小时间常数和高信噪比等优点，而且可以克服单个纳米电极响应信号小、易干扰和难操作等缺点，能极大地提高检测的灵敏度和可靠性。同时，纳米阵列电极具有大的比表面积，可提供更多的生物活性物质的吸附位点，在生物传感器应用中有巨大发展潜力。纳米阵列电极的制备方法中，模板法因具有适用范围广、制备材料的形状和尺寸可控以及良好的单分散性等优点，得到了广泛应用。模板法是以具有纳米孔径的多孔材料为模板，结合化学沉积、电化学沉积等技术，在膜孔内填充金属，制备所需的纳米阵列电极。常用的模板有聚碳酸酯滤膜和多孔氧化铝膜。

目前，三维金纳米柱阵列电极主要的制备方法是通过模板法制备二维金纳米盘阵列，然后采用刻蚀的方法溶去模板，形成三维金纳米柱阵列电极。Martin等人在NanoLetters, 2003, 3: 815中首次报道了采用O₂等离子体进行刻蚀，去除聚碳酸酯滤膜，制备三维金纳米柱阵列电极。Krishnamoorthy等人在 Analytical Chemistry, 2005, 77(15):5068-5071中报道了采用二氯甲烷和乙醇混合溶液进行化学刻蚀，制备了长度约为200 nm的三维金纳米柱阵列电极。De Leo等人在Electroanalysis, 2007, 19(2-3): 227-236中报道说分别用O₂/Ar等离子体和二氯甲烷-乙醇溶液进行刻蚀，制备了三维金纳米柱阵列电极。但是，刻蚀方法存在一定缺陷，人为操作的误差影响大，刻蚀效果差异性较大，进而导致制备的三维金纳米柱阵列电极稳定性差，影响免疫传感器检测的准确性。

发明内容