一种纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰的psa传感器制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器制备方法及应用。具体是采用花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰复合材料，制备一种检测前列腺特异性抗原PSA的生物传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。
【背景技术】
[0002]电化学免疫传感器具有选择性好、灵敏高、检测限低、操作简单等优点，可以实现在线电化学检测，目前已经广泛用于肿瘤标志物的检测，因此本发明制备了一种基于花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物传感器实现对前列腺特异性抗原PSA的检测。
[0003]目前由于贵金属的d电子轨道未填满，表面容易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时具有抗氧化、耐腐蚀等优良特性，成为重要的催化剂材料，在传感器领域得到了广泛的应用。花状纳米金钯具有良好的生物相容性和优异的催化活性，同时三氧化二锰对双氧水也具有良好的催化性能，将花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰复合材料作为前列腺特异性抗原PSA检测抗体的标记物，可以提高传感器的灵敏度，达到检测前列腺特异性抗原PSA的目的，该方法具有成本低、操作简单、特异性强、检测快速等特点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一是基于花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物传感器的制备。
[0005]本发明的目的之二是将该电化学免疫传感器应用于前列腺特异性抗原PSA的检测。
[0006]本发明的技术方案
1.一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器制备方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Mm的三氧化二铝抛光粉对玻碳电极抛光处理，用超纯水清洗干净，然后将电极置于5 mmol/L铁氰化钾溶液中，在-0.2-0.6 V电位下扫描，使峰电位差小于110 mV ；
(2)以质量分数为1%、2mL的HPtCl4为底液，在电压为-0.2V下扫描30s，得到电沉积Pt纳米粒子的电极；
(3)滴加6μ?、5~10 Pg/mL的前列腺特异性抗原PSA捕获抗体Ab1,4°C下晾干，超纯水冲洗；
(4)滴加3PL、质量分数为5~15 mg/mL的牛血清白蛋白溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(5)滴加6μ?浓度为0.0005-20 ng/mL的前列腺特异性抗原PSA溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(6)继续滴加4~6μ?检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2S液至电极表面，置于4°C冰箱中孵化I h，清洗后，晾干，制得一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器。
[0007]2.检测抗体!浮化物一花状纳米金钮/3-氛丙基二乙氧基娃烧化二氧化二猛-Ab2溶液的制备
(O 3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰的制备
W 0.5-2.0 g 葡萄糖加入到 30~80 mL、0.60 mol/L 的 Mn (NO3) 2溶液中，10 min 后移入到高压反应釜中，180°C下反应18 h，冷却至室温，离心、用乙醇和超纯水洗涤，80°C干燥后得到前驱体，随后550°C下高温煅烧3 h制得三氧化二锰；
取0.05~1.5 g三氧化二锰置于三口烧瓶中，加入0.1-3 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷和10 mL无水乙醇，加热到80°C并保持5~10 h，冷却到室温，所得混合物经洗涤、离心分离、45°C下真空干燥，即制得3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰；
(2)花状纳米金钯的制备
将I mL含有2~8 mmol/L HAuCI4和2?8 mmol/L K 2PdCl4的水溶液加到47 mL超纯水中，加入0.5?2 mL、0.1 mol/L柠檬酸钠15 s后，在搅拌下，将0.5~2 mL、5 mg/mL PVP逐滴加入，搅拌30 min，将混合物离心、洗涤后重新分散到超纯水中，制得花状纳米金钯的溶液；
(3)检测抗体标记物一花状纳米金钮/3-氛丙基二乙氧基娃烧化二氧化二猛的制备分别将10~30 mg的3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰分散到5~100 mL的花状纳米金钯的溶液中，室温下震荡12 h ;混合物经洗涤、离心分离、35°C下真空干燥，制得花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰；
(4)检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2溶液的制备
将1~3 mg的花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰分散于I mL超纯水中，加入I mL、5~12 yg/mL的检测抗体溶液，在4°C下振荡孵化12 h，离心分离，将下层沉淀分散于I mL、l/15 mol/L的pH=7.4磷酸盐缓冲溶液中，制得检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2溶液，4°C下保存备用。
[0008]3.前列腺特异性抗原PSA的检测方法
(1)采用三电极体系进行测定，将权利要求1所制备的免疫传感器作为工作电极，饱和甘汞电极为对电极，铂丝电极为辅助电极，在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中，采用时间-电流的方法进行扫描，输入电压为-0.4 V，运行时间400 s ；
(2)当背景电流趋于稳定后，每隔50s向10 mL、pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中注入10μ L、5 mol/L的双氧水溶液，记录电流变化，根据所得电流差值与前列腺特异性抗原PSA的浓度成线性关系，绘制工作曲线；
(3)依据工作曲线的绘制进行样品中前列腺特异性抗原PSA的检测，检测的结果可以在工作曲线的查得。
[0009]实验结果证明，本发明所采用的时间-电流的电流差值与前列腺特异性抗原PSA的浓度在0.0005-20 ng/mL范围内保持良好的线性关系，检测限达到0.11 pg/mL。
[0010]本发明的有益成果
(I)电镀的Pt纳米粒子具有较好的导电性，以及良好的生物相容性和稳定性，另外，其能够结合大量的捕获抗体，提高了捕获抗体在其表面的负载量，增加了传感器灵敏度和稳定性。
[0011](2)花状纳米金钯和3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰都具有良好的催化活性，将其作为检测抗体的标记物，能够达到信号放大的作用，从而提高生物传感器的灵敏度。
[0012](3)本发明制备的电化学免疫传感器用于前列腺特异性抗原PSA的检测，响应时间短，检测限低，线性范围宽，可以实现简单、快速、高灵敏和特异性检测。
【具体实施方式】
[0013]实施例1一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器制备方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Mm的三氧化二铝抛光粉对玻碳电极抛光处理，用超纯水清洗干净，然后将电极置于5 mmol/L铁氰化钾溶液中，在-0.2-0.6 V电位下扫描，使峰电位差小于110 mV ；
(2)以质量分数为1%、2mL的HPtCl4为底液，在电压为-0.2V下扫描30s，得到电沉积Pt纳米粒子的电极；
(3)滴加6μ?、5 Pg/mL的前列腺特异性抗原PSA捕获抗体Ab1,4°C下晾干，超纯水冲洗；
(4)滴加3μ?、质量分数为5 mg/mL的牛血清白蛋白溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(5)滴加6μ?浓度为0.0005-20 ng/mL的前列腺特异性抗原PSA溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(6)继续滴加4μ?检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2S液至电极表面，置于4°C冰箱中孵化I h，清洗后，晾干，制得一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器。
[0014]实施例2—种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器制备方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Mm的三氧化二铝抛光粉对玻碳电极抛光处理，用超纯水清洗干净，然后将电极置于5 mmol/L铁氰化钾溶液中，在-0.2-0.6 V电位下扫描，使峰电位差小于110 mV ；
(2)以质量分数为1%、2mL的HPtCl4为底液，在电压为-0.2V下扫描30s，得到电沉积Pt纳米粒子的电极；
(3)滴加6μ?、7 Pg/mL的前列腺特异性抗原PSA捕获抗体Ab1,4°C下晾干，超纯水冲洗；
(4)滴加3μ?、质量分数为10 mg/mL的牛血清白蛋白溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(5)滴加6μ?浓度为0.0005-20 ng/mL的前列腺特异性抗原PSA溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(6)继续滴加5PL检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2S液至电极表面，置于4°C冰箱中孵化I h，清洗后，晾干，制得一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器。
[0015]实施例3—种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器制备方法
(1)依次用1.0,0.3,0.05 Mm的三氧化二铝抛光粉对玻碳电极抛光处理，用超纯水清洗干净，然后将电极置于5 mmol/L铁氰化钾溶液中，在-0.2-0.6 V电位下扫描，使峰电位差小于110 mV ；
(2)以质量分数为1%、2mL的HPtCl4为底液，在电压为-0.2V下扫描30s，得到电沉积Pt纳米粒子的电极；
(3)滴加6μ?、10 Pg/mL的前列腺特异性抗原PSA捕获抗体Ab1,4°C下晾干，超纯水冲洗；
(4)滴加3μ?、质量分数为15 mg/mL的牛血清白蛋白溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(5)滴加6μ?浓度为0.0005-20 ng/mL的前列腺特异性抗原PSA溶液至电极表面，4°C下晾干，超纯水冲洗；
(6)继续滴加6μ?检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰-Ab2S液至电极表面，置于4°C冰箱中孵化I h，清洗后，晾干，制得一种花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰生物构建的PSA传感器。
[0016]实施例4检测抗体孵化物一花状纳米金钯/3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰^匕溶液的制备
Cl) 3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰的制备
将0.5 g葡萄糖加入到30 mL、0.60 mol/L的Mn (NO3) 2溶液中，10 min后移入到高压反应釜中，180°C下反应18 h，冷却至室温，离心、用乙醇和超纯水洗涤，80°C干燥后得到前驱体，随后550°C下高温煅烧3 h制得三氧化二锰；
取0.05 g三氧化二锰置于三口烧瓶中，加入0.1 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷和10mL无水乙醇，加热到80°C并保持5 h，冷却到室温，所得混合物经洗涤、离心分离、45°C下真空干燥，即制得3-氨丙基三乙氧基硅烷化三氧化二锰；
(2)花状纳米金钯的制备
将I mL含有2 mM