[发明专利]一种基于AuNPs/MXene@PAMAM的3D纳米复合材料免疫传感器的制备方法

说明书

本发明具体公开了一种基于AuNPs/MXene@PAMAM的3D纳米复合材料免疫传感器的制备方法。本发明以新型的类石墨二维材料Ti₃C₂T_χ‑MXene为核心，接枝生长一代聚酰胺基胺树枝状大分子，再自组装吸附纳米金颗粒，制备具有三维结构和大比表面积的AuNPs/MXene@PAMAM纳米体系，并通过“一步法”在AuNPs上固定巯基化抗体作为生物识别分子，从而构建电化学免疫传感器。由所述的方法制备得到的电化学免疫传感器在心肌肌钙蛋白T的检测过程中具有较宽的检测范围、较低的检出限以及优异的稳定性。本发明提供了一种简单快捷的免疫传感器制备策略，可适用于多种生物标志物免疫传感器的制备，在科研和临床中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米科学、生物免疫技术、电化学传感器等领域，具体涉及一种基于AuNPs/MXene@PAMAM的3D纳米复合材料免疫传感器的制备方法。

背景技术

MXene(过渡金属碳氮化物)作为新型的类石墨二维材料，因其独特的层状架构、可调的比表面积、良好的亲水性、高活性表面以及优异的导电性能，在电化学传感器领域展现出良好的应用前景。到目前为止，MXene已被用于开发多种生物传感器。尽管该材料在生物相容性和电荷载流子迁移方面表现良好，但其仍存在堆积以及在阳极电位下易氧化的问题，这一问题不仅导致MXene比表面积的减少而且导致检测的电化学窗口变窄，严重影响了生物传感器的性能。

聚酰胺-胺树状(PAMAM)聚合物是一种具有可控尺寸和结构的有序三维(3D)超支化多聚物，具有亲水性、柔韧性、机械和化学稳定性以及丰富的表面功能性等特点。据报道，低代PAMAM树状聚合物(小于G4)被认为是生物传感中的有效信号放大器。PAMAM的支链端不仅有大量的胺基，可用于负载其他金属纳米材料，如AuNPs；其核心还可以被其他纳米材料如石墨烯等代替，以得到性能更加优越的纳米复合材料。

抗体的固定化是制备高性能免疫传感器的关键环节。传统的抗体固定方式一般包括两种：物理吸附和共价固定。物理吸附是一种有效而简便的固定方式，易于操作且能最大程度保证抗体的活性，但是通过物理吸附存在固定效率低、易受其他物理因素影响以及抗原结合部位易被掩蔽等缺点。共价固定虽然能保证有效的固定率，但该方法多借助于各种复杂的偶联试剂，操作繁琐。抗体生物共轭化学最近在免疫传感器中展现出创新性应用。据报道，利用该技术将外部硫醇基团引入抗体上，抗体即可通过Au-S键在AuNPs上实现“一步法”固定，不仅大大简化了抗体的固定步骤也易于提高抗体的覆盖率，从而提高免疫传感器的检测信号。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于AuNPs/MXene@PAMAM的3D纳米复合材料免疫传感器的制备方法，本发明以Ti₃C₂T_χ-MXene纳米片为模板共价接枝一代PAMAM聚合物以获得MXene@PAMAM。该复合材料不仅具有优异的导电率，大的比表面积，更重要的是在阳极电位下具有良好的电化学稳定性，大大地改善了其电化学性能。此外，MXene@PAMAM上有大量的氨基活性位点便于吸附AuNPs，而形成有序的3D纳米体系。该纳米体系具有优异的电化学性能，同时还可为巯基化抗体的固载提供丰富的AuNPs位点，最终提高检测灵敏度。

本发明的目的之一是解决MXene在电化学应用中易堆积、阳极电位下易氧化的问题，以扩宽其在生物传感中的应用范围。

本发明的目的之二是提供简单、通用的电化学免疫传感器制备策略，为电化学免疫传感器在实际中的应用提供技术基础。

本发明的技术方案如下：一种基于AuNPs/MXene@PAMAM的3D纳米复合材料免疫传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)将丝网印刷碳电极SPCE置于0.1M NaOH溶液中采用循环伏安法进行活化，条件如下：电位-0.6～+1.3V，扫速100mV/s，循环次数为24圈。活化后用超纯水清洗电极表面，氮气吹干备用；