[发明专利]一种基于graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2的电致化学发光传感器的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种基于graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2的电致化学发光传感器的制备方法及应用，属于电化学发光传感器领域，以CeO2/TiO2为电化学发光信号源，利用纳米多孔材料graphene/Fe3O4@Au优良的生物兼容性和大的比表面积增加抗体的固载量，根据电化学发光信号强度的不同，实现对肺癌标志物的检测。

主权项

一种基于graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2的电致化学发光传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）graphene/Fe3O4@Au材料的制备将0.1 ~ 2 mL、浓度为12 mol/L盐酸溶液加入到5 ~ 30 mL的超纯水中，随后向溶液中加入0.5 ~ 6.0 g三氯化铁固体和0.5 ~ 6.0 g氯化亚铁固体，在持续搅拌下，将混合溶液逐滴地加入到100 ~ 500 mL、浓度为0.5 ~ 5.0 mol/L的氢氧化钠溶液中，在4000 ~ 8000 rpm的转速下进行离心分离，用超纯水洗涤三次，之后向沉淀中加入200 ~ 600 mL、浓度为0.01 ~ 0.04 mol/L的盐酸溶液，在6000 ~ 9000 rpm的转速下离心分离5 ~ 15 min，弃去上清液，加入超纯水进行超声得到黄色的Fe3O4纳米溶胶，将1 ~ 5 mL Fe3O4纳米溶胶加入到40 ~ 200 mL、浓度为1.0 ~ 3.0 mg/mL氧化石墨烯分散悬液中，在搅拌下，加入0.10 ~ 0.60 g亚硫酸氢钠固体，在80 ~ 160 °C下反应2 ~ 6 h，冷却后用超纯水透析一周，经冷冻干燥后可得到3D结构的graphene/Fe3O4，将80 ~ 120 mL、质量分数为0.005 ~ 0.015%的氯金酸溶液煮沸，加入2 ~ 3 mL、质量分数为0.5 ~ 1.5%的柠檬酸三钠水溶液，加热回流10 ~ 20 min，待溶液颜色变成酒红色，将溶液冷却至室温，得到的金纳米粒子溶液，4 °C下避光保存；将1 ~ 3 mL、浓度为2 ~ 4 mg/mL的graphene/Fe3O4溶液与1 ~ 3 mL金纳米粒子溶液混合，避光条件下振荡24 h，离心分离去除上清液，重新分散到1 mL超纯水中得到graphene/Fe3O4@Au溶液；（2）CeO2/TiO2材料的制备将0.5 ~ 5.0 g的硝酸铈固体加入到20 ~ 100 mL超纯水中，随后加入0.1 ~ 5 mL、质量分数为30%的过氧化氢溶液，用氨水溶液调节pH至9.0 ~ 11.0，在6000 ~ 8000 rpm的转速下离心分离，用超纯水进行洗涤三次，在60 ~ 140 °C下干燥，最后在450 °C下煅烧1 ~ 3 h得到CeO2，向2 ~ 10 mL钛酸正四丁酯和6 ~ 20 mL无水乙醇的混合溶液中加入1 ~ 5 mL冰醋酸得到溶液A，将3 ~ 15 mL的无水乙醇与1 ~ 10 mL的超纯水混合得到溶液B，用硝酸溶液调节pH至2.3并加入0.17 ~ 2.0 g的CeO2固体，之后将溶液B缓慢地加入溶液A中，加入1 ~ 10 mL的聚乙二醇（分子量600），经过陈化直至形成黄色凝胶，在450 °C下煅烧0.5 ~ 2 h，制得浅黄色的产物CeO2/TiO2；（3）graphene/Fe3O4@Au /CeO2/TiO2溶液的制备将1 ~ 3 mL、浓度为2 ~ 4 mg/mL的graphene/Fe3O4@Au溶液与1 ~ 3 mL、浓度为2 ~ 4 mg/mL CeO2/TiO2溶液混合，振荡24 ~ 36 h，离心分离弃去上清液，重新分散到1 mL超纯水中得到graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2溶液；（4）抗体Ab捕获基底材料graphene/Fe3O4@Au /CeO2/TiO2/Ab溶液的制备在1 ~ 3 mL、浓度为2 ~ 4 mg/mL graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2溶液中，加入100 ~ 400 μL、浓度为10 μg/mL的待测物抗体Ab溶液，在4 °C下振荡孵化24 h，离心除去过量的待测物抗体Ab，将产物分散到1 mL、pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液溶液中，制得抗体Ab捕获基底材料graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2/Ab溶液，储存在4 °C下备用；（5）分别用1.0 μm、0.3 μm、0.05 μm氧化铝抛光粉对直径4 mm的玻碳电极做抛光处理，用超纯水冲洗干净；（6）滴涂6 μL、2 ~ 4 mg/mL的抗体Ab捕获基底材料graphene/Fe3O4@Au /CeO2/TiO2/Ab溶液于电极表面，4 °C晾干；（7）滴加3 μL、质量分数为1 ~ 3%的牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面的非特异性活性位点，用pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液溶液冲洗电极表面，4 °C晾干；（8）滴加6 μL、一定浓度的待测物抗原，4 °C下孵化0.5 ~ 2 h，用pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液溶液冲洗电极表面，4 °C晾干后，制得一种基于 graphene/Fe3O4@Au/CeO2/TiO2的电致化学发光传感器。