[发明专利]一种电铜基MOFs敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器及其制备方法和检测方法

说明书

本发明研究了一种基于电铜基MOFs敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器及其制备方法和检测方法，属于电化学传感领域。本发明选择血清中特定蛋白人免疫球蛋白G(IgG)作为研究对象，通过结合纳米复合材料，新的印迹方法，新的模板处理思路、新的检测方法，成功构建了新型高灵敏分子印迹电化学传感器。首先用电沉积法在玻碳电极表面合成铜基MOFs修饰电极以提高导电性并增加比表面积，然后依次修饰上壳聚糖和戊二醛来提供IgG的附着位点，接着在修饰电极表面直接通过吡咯电聚合形成聚合物膜，最后洗脱模板得到分子印迹聚合物修饰的电极。该分子印迹电化学传感器灵敏度高、选择性好，已成功应用于实际样品中目标蛋白的检测。

技术领域

本发明属于电化学传感领域，特别涉及一种电铜基MOFs敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器的制备方法和检测方法。

背景技术

根据免疫球蛋白的化学结构以及作用方式，免疫球蛋白大致分为免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白D(IgD)、免疫球蛋白E(IgE)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)。在人体作用中，免疫球蛋白通常扮演着抗体的作用，在与抗原等致病因子进行结合的过程中，对机体起到一定的防御保护作用。人免疫球蛋白G(IgG)是人体中最主要的一种免疫球蛋白。此外，IgG是唯一可以通过胎盘的免疫球蛋白，在新生儿的抗感染免疫中起着至关重要的作用。IgG在血清中含量最高，占血清中所有免疫球蛋白的75％-80％，分布广泛并且很容易穿透毛细管管壁，是一种存在于血管外的重要抗体。IgG含量异常会诱发某些疾病，例如甲状腺功能亢进症和系统性红斑狼疮(SLE)；因此，在质量监测，药物研究和医学诊断领域检测IgG的含量至关重要。

迄今为止，国内外研究中已经提出了多种分析技术，例如放射免疫扩散，酶联免疫测定，免疫比浊法和荧光免疫测定法来测定IgG。但是，在大多数这些技术中都存在一些局限性，例如昂贵的仪器，复杂的预处理步骤以及耗时的分析时间。与这些仪器方法相比，IgG的电化学测量具有简单，灵敏度高，响应速度快，检测限低的优点。为了通过电化学方法测定免疫球蛋白，已经进行了广泛的研究，值得注意的是，在大多数研究中，同种型免疫球蛋白G(IgG)在低含量检测期间占主导地位。此外，许多研究描述了制备经典模型分析物IgG特异性电化学传感器的多种策略。通常，基于纳米材料的电化学传感器可以通过增强电化学性能并利用生物识别分子来增加更大的传感表面负荷来提高传感器的灵敏度。

金属有机骨架(MOF)是由金属阳离子或离子簇与有机配体配位形成的，具有高结晶度、比表面积和孔隙率的三维网络结构。自从20世纪90年代末和21世纪初该领域开始应用以来，这些材料因其高孔隙率、稳定性好和化学可调整性而在气体储存、分离和催化等方面得到了广泛的研究。相比之下，MOFs的电学性质直到最近才受到相对较少的关注，这类材料作为导电多孔材料的潜力才刚刚开始被认识。

在大多数电化学或电化学相关的应用研究中，一般需要MOFs集成或滴涂于导电基底的表面。到目前为止，基于MOFs构建的碳糊修饰电极可以认为是一种相对简单，且报道较多的基于MOFs的电化学应用方式。但是，这些碳糊修饰电极稳定性、实用性及准确性较差，并且还不适合用于自动化的实时监测及其相关应用。作为一种替代方法，MOFs可通过一个电化学氧化过程或一个电化学还原过程直接电沉积于导电基底上。已知，在电化学法制备MOFs的过程中，合成MOFs所用的前驱体溶液(如，种类，浓度，pH值)以及电沉积参数(如，电位，沉积时间，温度)等决定了所合成MOFs的结构和表面特征(如，组成，形貌)。但是，关于用电化学还原方法合成MOFs敏感膜用于修饰电极制备分子印迹电化学传感器的报道至今还没有。所用配体对电化学合成MOFs性质(如，形貌，电化学性质等)和与分子印迹技术结合的应用的影响在文献中也没有明确的阐述。并且，电化学合成的MOFs敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器在电化学测试过程中的稳定性的变化(如，形貌，晶型等)也是不清楚的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备以电化学还原方法合成MOFs敏感膜修饰电极，在修饰电极表面制成分子印迹电化学传感器，并用于人免疫球蛋白G的快速检测。