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原文传递金铂共修饰石墨烯电极及其制备方法和应用

专利名称：	金铂共修饰石墨烯电极及其制备方法和应用
摘要：	本发明公开了一种金铂共修饰石墨烯电极及其制备方法和应用，金铂共修饰石墨烯电极的制备方法包括以下步骤：清洗玻碳片，将玻碳片放入直流等离子体化学气相沉积设备的样品腔内，抽真空，向所述样品腔内充入惰性气体和氢气，升温后向所述样品腔内喷射甲烷，结束直流等离子体化学气相沉积，将石墨烯玻碳片作为工作电极，将工作电极、对电极和参比电极所构成的三电极系统插入到电解液中，连接电化学工作站，采用多电位阶跃方法在所述石墨烯玻碳片的表面电化学还原沉积金铂纳米粒子，沉积时间为1～5min,清洗后得到金铂共修饰石墨烯电极。用本发明的金铂共修饰石墨烯电极定量检测肿瘤标志物具有微型化、半自动、准确率较高等特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津理工大学
发明人：	李明吉;郑思雨;李红姬;李翠平;钱莉荣;杨保和
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910028254.7
公开号：	CN110308188A
代理机构：	天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李蕊
分类号：	G01N27/327(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	300384 天津市西青区宾水西道391号
主权项：	1.一种金铂共修饰石墨烯电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，清洗玻碳片；步骤2，进行直流等离子体化学气相沉积将步骤1所得玻碳片放入直流等离子体化学气相沉积设备的样品腔内，抽真空，向所述样品腔内充入惰性气体和氢气，使所述样品腔内的压强为3000～3500Pa，升温至900～1100℃后向所述样品腔内喷射甲烷3～5min，结束直流等离子体化学气相沉积，其中，甲烷的喷射流速为0.15～0.25L/min；步骤3，将步骤2所得石墨烯玻碳片作为工作电极，将工作电极、对电极和参比电极所构成的三电极系统插入到电解液中，连接电化学工作站，采用多电位阶跃方法在所述石墨烯玻碳片的表面电化学还原沉积金铂纳米粒子，沉积时间为1～5min,清洗后得到金铂共修饰石墨烯电极，其中，所述电解液为四氯金酸和氯铂酸的混合溶液。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，清洗玻碳片用于去除所述玻碳片的表面的有机物和无机物，具体步骤为：用超纯水、无水乙醇和超纯水先后依次超声清洗至少10min，干燥；在所述步骤1中，所述玻碳片的厚度为1～1.5mm；在所述步骤2中，按体积份数计，所述惰性气体与氢气的比为(1.3～1.7)：(1.8～2.2)；在所述步骤3中，所述电解液中的所述四氯金酸的浓度为0.05～0.2mmol/L，所述氯铂酸的浓度为0.01～0.05mmol/L，电解液的溶剂为超纯水；在所述步骤3中，所述对电极为铂片，所述参比电极为饱和甘汞电极或银/氯化银电极。 3.如权利要求1或2所述制备方法获得的金铂共修饰石墨烯电极。 4.如权利要求3所述金铂共修饰石墨烯电极作为免疫传感器的应用。 5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述金铂共修饰石墨烯电极作为免疫传感器的使用方法，包括以下步骤： a)将所述金铂共修饰石墨烯电极放入特异性的抗体Ab1溶液中，于37℃恒定温度条件下孵育2～3h，得到孵育有抗体Ab1的免疫电极，用磷酸缓冲溶液冲洗免疫电极的表面，再将该免疫电极放入浓度为1～2wt％的牛血清白蛋白溶液中，在37℃恒定温度条件下孵育20～30min，取出所述免疫电极用磷酸缓冲溶液冲洗其表面； b)将步骤a)所得免疫电极浸入不同浓度的特定抗原溶液中，其中，每次将免疫电极浸入特定抗原溶液中后进行如下操作: 在37℃恒定温度条件下孵育30～90min，取出该免疫电极用磷酸缓冲溶液冲洗其表面，得到孵育有特定抗原的免疫电极，取0.1～0.150体积份数的标签溶液滴加到所述免疫电极的表面，在37℃恒定温度条件下孵育20～30min，取出免疫电极，用磷酸缓冲溶液冲洗所述免疫电极的表面，得到标签修饰的免疫电极；以所述标签修饰的免疫电极作为工作电极，将参比电极、对电极和所述标签修饰的免疫电极浸入除氧后的磷酸缓冲溶液中，测试标签修饰的免疫电极的差分脉冲伏安曲线，以差分脉冲伏安曲线-1～1V处波峰所对应的电位作为定性指标，所述定性指标所对应的电流作为定量指标，获得特定抗原溶液在该特定抗原浓度下的定量指标； c)绘制坐标系，所述坐标系的横、纵坐标分别为特定抗原浓度和定量指标，针对步骤b)所得不同浓度的特定抗原溶液，将每一特定抗原溶液的特定抗原浓度以及在该特定抗原浓度下的定量指标绘入所述坐标系，得到工作曲线，拟合所述工作曲线得到线性回归方程； d)准备待测溶液，所述待测溶液含有特定抗原，获得所述待测溶液的差分脉冲伏安曲线(DPV)，以待测溶液的差分脉冲伏安曲线-1～1V处波峰所对应的电位作为定性指标，所述定性指标所对应的电流作为定量指标，将所述待测溶液的定量指标代入线性回归方程，得到该待测溶液中特定抗原的浓度。 6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，标签溶液的制备方法如下： 1)将柠檬酸和HAuCl4加入水中，得到HAuCl4/柠檬酸混合液，其中，在所述HAuCl4/柠檬酸混合液中，所述柠檬酸的浓度为50～200mmol/L，HAuCl4的浓度为1～6mmol/L； 2)将100～500质量份数的纳米粉分散到10体积份数的HAuCl4/柠檬酸混合液中，得到悬浮液，其中，所述纳米粉为二氧化硅纳米粉或氨基化碳纳米管粉末； 3)保持所述悬浮液搅拌状态，用紫外灯照射该悬浮液3～5h后抽滤，烘干，得到载体粉末； 4)将所述载体粉末、用作探针标记的抗体Ab2溶液和有机染料均匀混合，在室温20～25℃下搅拌1～2h，抽滤，用磷酸缓冲溶液冲洗，过滤，用10体积份数的磷酸缓冲溶液均匀分散过滤所得固体，得到标签溶液，其中，所述载体粉末的质量份数为10～50，所述有机染料的体积份数为10～50，所述用作探针标记的抗体Ab2溶液中抗体Ab2的质量份数为0.005～0.025。 7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述步骤d)中，获得所述待测溶液的差分脉冲伏安曲线的步骤为： (a)将所述金铂共修饰石墨烯电极放入特异性的抗体Ab1溶液中，于37℃恒定温度条件下孵育2～3h，得到孵育有抗体Ab1的免疫电极，用磷酸缓冲溶液冲洗免疫电极的表面，再将该免疫电极放入浓度为1～2wt％的牛血清白蛋白溶液中，在37℃恒定温度条件下孵育20～30min，取出所述免疫电极用磷酸缓冲溶液冲洗其表面； (b)将步骤(a)所得免疫电极浸入待测溶液中，在37℃恒定温度条件下孵育30～90min，取出该免疫电极用磷酸缓冲溶液冲洗其表面，得到孵育有特定抗原的免疫电极，取0.1～0.150体积份数的标签溶液滴加到所述免疫电极的表面，在37℃恒定温度条件下孵育20～30min，取出免疫电极，用磷酸缓冲溶液冲洗所述免疫电极的表面，得到标签修饰的免疫电极；以所述标签修饰的免疫电极作为工作电极，将参比电极、对电极和所述标签修饰的免疫电极浸入除氧后的磷酸缓冲溶液中，获得标签修饰的免疫电极的差分脉冲伏安曲线。 8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，在所述步骤a)中，特异性的抗体Ab1溶液的体积份数为10体积份数，特异性的抗体Ab1溶液中特异性的抗体Ab1的浓度为0.1～5μg/mL；在所述步骤a)中，所述牛血清白蛋白溶液的体积份数为20体积份数；在所述步骤b)中，差分脉冲伏安曲线的电压范围设置为-1～1V；在所述步骤b)中，所述磷酸缓冲溶液的pH＝7.4，浓度为0.1～0.2mol/L，所述除氧后的磷酸缓冲溶液的制备方法为：将氮气发生器的出气管浸入待除氧的磷酸缓冲溶液中后通入氮气5～30min；在所述步骤b)中，每次测得差分脉冲伏安曲线后，将所述免疫电极浸入至0.1～0.2mol/L的甘氨酸溶液中3～10min，取出免疫电极，用磷酸缓冲溶液冲洗其表面；在所述步骤b)中，将所述标签修饰的免疫电极浸入20～25体积份数除氧后的磷酸缓冲溶液中。 9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在所述步骤(a)中，特异性的抗体Ab1溶液的体积份数为10体积份数，特异性的抗体Ab1溶液中特异性的抗体Ab1的浓度为0.1～5μg/mL。 10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在所述步骤3)中，当所述纳米粉为二氧化硅纳米粉时，所述载体粉末为Au/SiO2；当所述纳米粉为氨基化碳纳米管粉末时，所述载体粉末为Au/CNT；在所述步骤4)中，所述有机染料为甲苯胺蓝、二茂铁甲酸、亚甲基蓝或甲基橙；在所述步骤4)中，所述有机染料通过有机染料溶液加入，所述有机染料溶液中有机染料的浓度为1×10-3～2×10-3mol/L；在所述步骤4)中，在室温20～25℃下搅拌1～2h时的搅拌速度为240～300r/min；在所述步骤4)中，所述磷酸缓冲溶液的pH＝7.4，浓度为0.1～0.2mol/L；在所述步骤4)中，所述用作探针标记的抗体Ab2溶液中抗体Ab2的浓度为1μg/mL；所述质量份数的单位为mg，所述体积份数的单位为mL；抗体Ab1为Anti-AFP McAb，抗体Ab2为Anti-AFP McAb，所述特定抗原为AFP Antigen。
所属类别：	发明专利