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原文传递基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器及其制备方法与应用

专利名称：	基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器及其制备方法与应用
摘要：	本发明公开了一种基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器及其制备方法与应用。本发明的microRNA电化学生物传感器包括工作电极和连接有Thi和DNA信号探针的Ti3C2‑Au Pd分散液；所述工作电极包括玻碳电极和修饰在玻碳电极表面的Ti3C2‑rGO‑Au纳米复合材料，所述Ti3C2‑rGO‑Au纳米复合材料连接有DNA捕获探针。本发明制备microRNA电化学生物传感器的方法简单，价格低廉，易于控制；所制备的生物传感器具备较宽线性范围和较低的检测限，优异的特异性和真实样品适用性等特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南理工大学
发明人：	胡建强;郭书舟;梁乾伟
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-26T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202111424932.5
公开号：	CN114235916A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	林奕聪
分类号：	G01N27/30;G01N27/327;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/30;G01N27/327
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器，其特征在于，包括工作电极和连接有Thi和DNA信号探针的Ti3C2-Au Pd分散液；所述工作电极包括玻碳电极和修饰在玻碳电极表面的Ti3C2-rGO-Au纳米复合材料，所述Ti3C2-rGO-Au纳米复合材料连接有DNA捕获探针。 2.根据权利要求1所述的基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器，其特征在于，所述DNA捕获探针5′端修饰巯基，通过金硫键与Ti3C2-rGO-Au相连接，同时DNA捕获探针含有能够与microRNA杂交的序列；所述DNA信号探针3′端修饰巯基，通过金硫键与Ti3C2-Au Pd相连接，同时DNA信号探针含有能够与microRNA杂交的序列；所述连接有Thi和DNA信号探针的Ti3C2-Au Pd分散液的浓度为0.8-1.2mg/mL。 3.根据权利要求1所述的基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器，其特征在于，所述microRNA为microRNA-21；所述DNA捕获探针由5′端到3′端的序列为5′-(SH)TCAACATCAGT-3′；所述DNA信号探针由5′端到3′端的序列为5′-CTGATAAGCTA(SH)-3′；所述基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器还包括参比电极、对电极；所述参比电极为Ag/AgCl，所述对电极为铂丝。 4.权利要求1-3任一项所述基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将Ti3C2纳米材料分散在去离子水中，超声处理，得到Ti3C2分散液； (2)将步骤(1)制备得到的Ti3C2分散液中加入还原石墨烯超声使其分散，再加入HAuCl4溶液，室温下反应，离心洗涤后收集沉淀，重新分散在去离子水中，得到Ti3C2-rGO-Au分散液； (3)将步骤(2)制备得到的Ti3C2-rGO-Au分散液滴加在玻碳电极的表面，在空气中静置2-3小时后，得到Ti3C2-rGO-Au纳米复合材料修饰的玻碳电极； (4)将步骤(3)制备得到的Ti3C2-rGO-Au纳米复合材料修饰的玻碳电极与DNA捕获探针溶液在0-5摄氏度下孵育10-14小时，然后与封闭剂孵育，得到工作电极； (5)将步骤(1)制备得到的Ti3C2分散液中加入HAuCl4溶液和H2PdCl4溶液，室温下反应，离心洗涤后收集沉淀，重新分散在去离子水中，得到Ti3C2-Au Pd分散液； (6)将步骤(5)制备得到的Ti3C2-Au Pd分散液中加入DNA信号探针溶液在0-5摄氏度反应10-14小时后，再加入Thi溶液在0-5摄氏度反应10-14小时，离心洗涤后收集沉淀，重新分散在Tris-HCl缓冲溶液中，得到连接有Thi和DNA信号探针Ti3C2-Au Pd分散液。 5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述Ti3C2纳米材料与去离子水的质量体积比为3-10mg：4-12mL；步骤(1)所述Ti3C2纳米材料为二维层状结构，层数为1-3层；步骤(1)所述超声处理的时间为30-50分钟；步骤(2)中所述还原石墨烯与Ti3C2分散液的质量体积比为4-8mg：3-7mL，所述HAuCl4溶液与Ti3C2分散液的体积比为1:12-1:15；所述HAuCl4溶液的摩尔浓度为40-55mM；所述反应时间为20-40分钟；所述离心洗涤采用的是去离子水，次数为3-5次。 6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述玻碳电极需经过预处理，预处理的步骤如下：将玻碳电极在Al2O3抛光粉上呈“8”字形研磨直至表面光亮，并在去离子水中超声10-30分钟后，用氮气将其表面吹干，得到玻碳电极；所述Ti3C2-rGO-Au分散液的用量与电极的表面积比值为8-10μL:7mm2；步骤(4)中，所述DNA捕获探针溶液的浓度为0.5-3μM；所述封闭剂为MCH溶液，浓度为0.1-1.5mM。 7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述HAuCl4溶液：H2PdCl4溶液：Ti3C2分散液的体积比为1:2:24-1:3:30；所述HAuCl4溶液的摩尔浓度为40-55mM；所述H2PdCl4溶液的摩尔浓度为10-25mM；所述反应时间为20-40分钟；所述离心洗涤采用的是去离子水，次数为3-5次；步骤(6)中，所述Ti3C2-Au Pd分散液与DNA信号探针溶液的体积比为1:2-3:1；所述Thi溶液与Ti3C2-Au Pd分散液的体积比为1:3-1:1；所述DNA信号探针溶液的浓度为0.5-3μM；所述Thi溶液的浓度为2-5mM；所述离心洗涤采用的是去离子水，次数为3-5次；所述Tris-HCl缓冲溶液的pH为7-9。 8.权利要求1-3任一项所述的基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器在microRNA检测中的应用，其特征在于，包括以下步骤： (A)将所述基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器的工作电极与待测溶液孵育30-90分钟；然后与所述连接有Thi和DNA的信号探针的Ti3C2-Au Pd分散液孵育90-150分钟； (B)打开电化学工作站，将步骤(A)所述基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器在室温下进行电化学实验，在缓冲溶液中进行，采用差分脉冲伏安法进行测试得到电流，根据电流、浓度曲线，计算待测溶液中microRNA的浓度。 9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(B)中，所述差分脉冲伏安法的电压范围是(-0.6)-0.1V。 10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述基于Ti3C2基纳米复合材料的microRNA电化学生物传感器在加入microRNA溶液后电流响应时间为30-60s，所述工作电极在1fM-1nM的浓度范围内表现出电化学响应；所述microRNA为microRNA-21时，线性关系曲线为y＝8.165x+152.903，R2＝0.994，灵敏度为0.418fM，其中，x为microRNA-21浓度/M取对数后的数值，y为电流/μA。
所属类别：	发明专利