1.一种基于RGO‑Ag‑ZnO‑PPy的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于制备方法包括以下步骤:
步骤1:丝素蛋白的提取:将蚕茧先在Na2CO3水溶液中煮沸,再冲洗去除丝胶蛋白;将所得的丝素蛋白纤维在干燥后溶解于氯化钙混合溶液中;经透析、离心、冷冻干燥和研磨后,得到丝素蛋白;
步骤2:化学气相沉积ZnO纳米线:将ZnO粉和碳粉混合物放置在石英管中心反应区,在反应区前方放置涂有Au催化剂的硅片;加热反应,反应期间通以氩气和氧气的混合气作为载气;反应完成后,将ZnO纳米线分离,添加至异丙醇中,超声分散;
步骤3:氧化石墨烯的制备:将石墨纳米片加入到铬酸洗液中超声分散;然后40‑50 ℃下机械搅拌,倒入水,抽滤;洗涤,烘烤,冷至室温后,配制成氧化石墨烯浆料;
步骤4:RGO的制备:将上述氧化石墨烯浆料和氢碘酸的均匀混合物加热反应;洗涤后冷藏备用;
步骤5:功能层RGO‑Ag‑ZnO膜电极组装:将聚偏二氟乙烯多孔滤膜平铺;在膜表面依次涂覆步骤4所得RGO、Ag 纳米线的异丙醇溶液、步骤2所得ZnO纳米线分散液;真空干燥;将所得RGO‑Ag‑ZnO膜剥离;干燥,裁切,获得功能层RGO‑Ag‑ZnO膜电极;
步骤6:ITO导电玻璃集流器预处理:取ITO导电玻璃电极,超声清洗,干燥,将步骤5所得功能层RGO‑Ag‑ZnO膜电极粘于ITO导电玻璃电极的表面;
步骤7:电化学沉积聚吡咯:配制吡咯单体和KCl的混合溶液作为电解液;使用电化学工作站 CHI660E,以铂丝电极为对电极、银/氯化银电极为参比电极,用恒电流法在步骤6所得电极上电化学沉积聚吡咯,制得RGO‑Ag‑ZnO‑PPy复合材料;
步骤8:核壳结构CdSeQDs‑PDA@Ab2的制备:取巯基乙酸和水混合均匀,再加入氯化镉水溶液并搅拌均匀,调节pH为9.5‑10.5,然后通入氮气以除去溶液中的氧气,接着继续加入NaHSe溶液并搅拌均匀,然后将所得反应前驱液在氮气保护下加热反应,最后将所得亮黄色CdSeQDs溶液冷却至室温,离心清洗,加入聚多巴多胺,于30‑35℃下充分结合,冲洗,加入到含兔抗鼠抗丝素蛋白抗体Ab2的 BSA溶液中,孵育,冲洗,得到CdSeQDs‑PDA@Ab2,保存备用;
步骤9:活化ITO‑RGO‑Ag‑ZnO‑PPy膜电极:采用滴涂法在干燥后的步骤7所得RGO‑Ag‑ZnO‑PPy复合材料表面滴加MPA水溶液,孵育形成饱和MPA单层,用PBS缓冲液洗净,将所得修饰有MPA的电极浸泡在MES缓冲液中孵育,将MPA的末端羧基转化为活性NHS酯,用PBS缓冲液洗净,得到活化的ITO‑RGO‑Ag‑ZnO‑PPy膜电极;
步骤10:逐层自组装电容型免疫传感器:向活化的ITO‑RGO‑Ag‑ZnO‑PPy膜电极表面滴加步骤1所得丝素蛋白的CB液,使其端氨基与活化后的羧基结合,用PBS缓冲液彻底清洗去除未结合的抗原后,再用BSA溶液将电极封闭,以封闭电极表面可能存在的非特异性结合位点,取出后用PBS缓冲液洗净,继续滴加鼠抗丝素蛋白抗体Ab1溶液,置于25‑35℃下50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的鼠抗丝素蛋白抗体Ab1,最后滴加步骤8所得CdSeQDs‑PDA@Ab2,置于25‑35℃中50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的CdSeQDs‑PDA@Ab2,即得到丝素蛋白检测用电容型免疫传感器。
2. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤2具体包括:将摩尔比为0.8‑1.2:1的ZnO粉和碳粉混合物放置在石英管中心反应区,在反应区前方放置涂有5‑10nm 的Au催化剂的硅片;设置反应温度为850‑950℃,反应时间15‑30 min,反应期间通以恒流流速为80‑120sccm的氩气、3‑7sccm的氧气作为载气;反应完成后,将ZnO纳‑1米线分离,按固液比2‑3 mg ml 添加至异丙醇中,超声10‑15 min使其均匀分散,保存备用。
3. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤3具体包括:将100‑120mg片径为500‑800μm的石墨纳米片加入到560‑600 ml铬酸洗液中超声分散
30‑40 min;然后40‑50 ℃下机械搅拌10‑20 min,倒入1.5‑2L水,抽滤;抽滤物依次用水和‑1
乙醇洗涤 3‑5 次,110‑120℃烘烤3‑3.5h,冷至室温后,配制成20‑30mg ml 氧化石墨烯浆料,备用。
4. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤4具体包括:按体积比8‑12:1将上述氧化石墨烯浆料和40‑50 wt%的氢碘酸的均匀混合物在85‑90℃下加热反应2‑2.5 h;依次用水和乙醇洗涤 3‑5 次,4℃冷藏备用。
5. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤5具体包‑1
括:取步骤2 所得ZnO纳米线分散液40‑50 ml和2‑3 mg ml Ag 纳米线的异丙醇溶液40‑50 ml,分别超声分散均匀;打开真空抽滤系统的真空泵,将聚偏二氟乙烯多孔滤膜平铺在锥形瓶顶端并浸润;在膜表面依次涂覆步骤4所得RGO、Ag 纳米线的异丙醇溶液、步骤2所得ZnO纳米线分散液;30‑40℃真空干燥18‑24 h;将所得RGO‑Ag‑ZnO膜剥离,用水和乙醇清洗2‑3遍,去除可能的碘;干燥,裁切,获得功能层RGO‑Ag‑ZnO膜电极。
6. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤6具体包括:取ITO导电玻璃电极,分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗10‑20 min,50‑60℃干燥,将步骤5所得功能层RGO‑Ag‑ZnO膜电极粘于ITO导电玻璃电极的表面。
7. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤7具体包括:配制0.03‑0.07 mmol/L吡咯单体和0.03‑0.07 mmol/L KCl的混合溶液50‑60 ml作为电解液;使用电化学工作站 CHI660E,以铂丝电极为对电极、银/氯化银电极为参比电极,用恒电流法在步骤6所得电极上电化学沉积聚吡咯, 电流8‑12 mA,沉积时间300‑500 s,制得RGO‑Ag‑ZnO‑PPy复合材料。
8. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤8具体包括:取0.80‑0.88 ml巯基乙酸和55‑65 ml水混合均匀,再加入45‑55 mL 0.1M的氯化镉水溶液并搅拌均匀,调节pH为9.5‑10.5,然后通入氮气以除去溶液中的氧气,接着继续加入11‑
13 ml 0.2M的NaHSe溶液并搅拌均匀,然后将所得反应前驱液在氮气保护下75‑85℃反应3‑
5 h,最后将所得亮黄色CdSeQDs溶液冷却至室温,离心清洗,加入10‑20 ml聚多巴多胺,于‑1
30‑35℃下充分结合1‑3 h,冲洗3‑5 min,加入到含8‑12 ul ml 兔抗鼠抗丝素蛋白抗体Ab2的 BSA溶液中,于30‑35℃下孵育0.5‑1.5 h,冲洗3‑5 min,并置于1‑5℃条件下保存备用。
9. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤9具体包括:采用滴涂法在干燥后的步骤7所得RGO‑Ag‑ZnO‑PPy复合材料表面滴加10‑20 ul 0.05M MPA水溶液,于50‑60℃中孵育50‑70min形成饱和MPA单层,用PBS缓冲液洗净,将所得修饰有MPA的电极浸泡在MES缓冲液中,55‑65℃中孵育50‑70 min,将MPA的末端羧基转化为活性NHS酯,用PBS缓冲液洗净,得到活化的ITO‑RGO‑Ag‑ZnO‑PPy膜电极。
10. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用电容型免疫传感器,其特征在于:步骤10具体包括:向活化的ITO‑RGO‑Ag‑ZnO‑PPy膜电极表面滴加10‑20 ul 1ul/ml步骤1所得丝素蛋白的CB液,使其端氨基与活化后的羧基结合,用PBS缓冲液彻底清洗去除未结合的抗原后,再用10‑20 ul的0.8‑1.2wt%BSA溶液将电极封闭25‑35 min,随后,用0.8‑1.2wt%的BSA溶液封闭0.5‑1.5 h,取出后用PBS缓冲液洗净,继续滴加10‑20 ul1ul/ml鼠抗丝素蛋白抗体Ab1溶液,置于25‑35℃下50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的鼠抗丝素蛋白抗体Ab1,最后滴加
10‑20 ul步骤8所得CdSeQDs‑PDA@Ab2,置于25‑35℃中50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的CdSeQDs‑PDA@Ab2,即得到丝素蛋白检测用电容型免疫传感器。