专利名称：一种基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备及应用，同时还涉及了该检测方法对血清蛋白检测的通用性。属于电化学免疫检测技术领域。
背景技术：
纳米材料由于其尺寸很小，结构特殊，因此具有许多新的物理化学特性，如小尺寸效应，大的比表面，极高的反应活性，量子效应等。基于纳米材料的自身的特性，建立相应的具有检测速度快，灵敏度高的检测方法的研究日益成为研究重点。碳纳米管自1991年被日本科学家Ijima发现以来，由于其特有的结构特点及导电性能，一直受到人们的高度重视， 基于碳纳米管的传感器的研制也曾出不穷。但由于制备成本高，使用方法难度高等原因，生物兼容性差，限制了研发的传感器的实际推广应用。为了克服上述的缺点，研发经济易于推广应用的基于棉线的电化学免疫传感器，本发明首次以棉线及纺织布料为材料，利用碳纳米管对棉线进行dip-dry包裹，在包裹的过程中加入人血清白蛋白HSA的抗体，制备可以监测人血清白蛋白的快速高灵敏传感器，同时本发明还制备了通用型的基于棉线的电化学免疫传感器，可监测各种血清蛋白。特别是建立的传感器是基于可编织成相应的纺织服装的棉线，为以后日常生活中简单、便捷及随时随地监测提供了可能。
发明内容
本发明的目的是制备一种能够快速，高灵敏地检测血清中白蛋白的棉线免疫传感
ο本发明的目的之二是建立基于制备的人血清白蛋白传感器的快速，高灵敏的检测方法及技术指标。本发明的目的之三是在发明目的一、二的基础之上，建立通用型棉线免疫传感器的制备及检测技术。本发明的技术方案
1.监控人血清白蛋白(HSA)的电化学棉线传感器的制备方法，制备步骤为
(1)碳纳米管聚苯乙烯磺酸钠溶液的制备将聚苯乙烯磺酸钠PSS分散于水溶液中得到质量浓度为5%-15%的PSS溶液；将水溶性碳纳米管分散于PSS溶液中，得到浓度为 40-70 mg/mL的碳纳米管PSS溶液；超声过夜处理；
(2)将一定浓度的HSA抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到HSA抗体终浓度5-25 μ g/mL的HSA抗体-碳纳米管PSS溶液；
(3)将长度为5cm的棉线浸入到HSA抗体-碳纳米管PSS溶液中，并放置30min后取出，4-25°C下低温干燥，定义该操作为一个循环；再次将干燥的棉线放入到HSA抗体-碳纳米管PSS溶液中一段时间后取出，干燥；反复循环操作10-20次后，干燥后4°C保存待用，即制备得到碳纳米管棉线复合物传感器，用于监测HSA。2、建立基于所述方法制备的监测HSA的电化学传感器的循环伏安检测方法，步骤是
(1)以所制备的监测HSA电化学棉线传感器为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极Hg/Hg2Cl2S参比电极，在电化学工作站的控制下，进行循环伏安法测量，纪录电流对电位的变化曲线，即I-E曲线；
(2)逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别纪录每次的I-E曲线；
(3)以每次记录的I-E曲线中0.5 V所对应的电流值为标准，寻找电流-HSA浓度之间的对应的关系，建立检测HSA的电流-HSA浓度标准曲线；
(4)在相同的条件下，检测样品液的电流值，与所建立的电流-HSA浓度标准曲线对照， 确定检测样品液中的HSA的含量。3、建立基于所述方法制备的监测HSA的电化学棉线传感器的电阻检测方法，步骤是
(1)以所制备的监测HSA电化学棉线传感器为对象，测量其电阻；
(2)逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别测量每次的电阻值；
(3)以所测量的电阻值为标准，建立电阻值-HSA浓度的标准曲线；
(4)在相同的条件下，检测样品液的电阻值，与所建立的电阻值-HSA浓度标准曲线对照，确定检测样品液中的HSA的含量。4、通过更换传感器制备中使用抗体的种类，建立一种基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备及检测方法，其步骤是
按照步骤1中所述人血清白蛋白棉线传感器的制备方法，通过用相应的血清蛋白抗体更换HSA抗体，在相同的制备方法的条件下，制备针对对应血清蛋白监测用的通用型电化学棉线免疫传感器。所制备的通用型电化学免疫传感器的检测方法，按照步骤2和3中所述的HSA电化学棉线传感器的检测方法，建立相应的电流曲线或测量相应的电阻值；检测样品液的电流值或电阻值，与标准曲线对照，测得样品液中的对应血清蛋白含量。所述棉线的通用型电化学免疫传感器检测的目标蛋白可为血清中的Y球蛋白， α 1球蛋白，α 2球蛋白，或β球蛋白。本发明的有益效果提供一种通用型的快速，方便，高灵敏的棉线传感器的制备及检测方法，从而可应用于血清中蛋白的快速灵敏检测。尤其是采用的棉线可编织成相应的纺织服装，为以后日常生活中简单、便捷及随时随地监测提供了可能。基于本传感器检测的另一个重要特点在于，将传感器制备过程中的抗体进行更换就可以方便地制得针对所更换抗体的检测传感器，检测方法亦为通用型检测方法。
图1基于制备的HSA传感器的检测结果I-E曲线。Χ1000，X 100, Χ10, Xl分别表示HSA的稀释倍数，换算成相应的浓度分别是11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L。图2基于制备的HSA传感器的检测结果电阻值随着HSA不同浓度的变化曲线。
图3基于制备的HSA传感器的分析BSA对照实验的I-E曲线和电阻变化曲线。X 1000，X 100，X 10，Xl分别表示BSA的稀释倍数，换算成相应的浓度分别是30 nmol/ L，300 nmol/L，3 Mmol/L，30 Mmol/L。
具体实施方案以下通过实施例来对本发明予以进一步的说明(实施例中所用试剂为化学纯)，需要注意的是下面的实施例仅用作举例说明，本发明内容并不局限于此。实施例1制备人血清白蛋白的棉线免疫电化学传感器
1、碳纳米管聚苯乙烯磺酸钠溶液的制备将聚苯乙烯磺酸钠PSS分散于水溶液中得到质量浓度为5%-15%的PSS溶液；将水溶性碳纳米管分散于PSS溶液中，得到浓度为40-70 mg/mL的碳纳米管PSS溶液；超声过夜处理；
2、将一定浓度的HSA抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到HSA抗体终浓度5-25 μ g/mL的抗体-碳纳米管PSS溶液；
3、将长度为5cm的棉线浸入到抗体-碳纳米管PSS溶液中，并放置30分钟后取出， 40C _25°C下低温干燥，定义该操作为一个循环；再次将干燥的棉线放入到抗体-碳纳米管 PSS溶液中一段时间后取出，干燥；反复循环操作10-20次后，干燥后4°C保存待用，即制备得到碳纳米管棉线复合物传感器，用于监测HSA。实施例2建立基于所述方法制备的HSA检测传感器的循环伏安检测方法
1、以所制备的HSA棉线传感器为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极Hg/Hg2Cl2 为参比电极，在电化学工作站的控制下，进行循环伏安法测量，纪录电流对电位的变化曲线，S卩I-E曲线；
2、逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11. 9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别纪录每次的I-E曲线；
3、以每次记录的I-E曲线中0.5 V所对应的电流值为标准，寻找电流-HSA浓度之间的对应的关系，建立检测HSA的电流-HSA浓度标准曲线；
4、在相同的条件下，检测样品液的电流值，与所建立的电流-HSA浓度标准曲线对照， 确定检测样品液中的HSA的含量。实施例3建立基于所述方法制备的HSA检测传感器的电阻检测方法
1、以所制备的HSA棉线传感器为对象，测量其电阻；
2、逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别测量每次的电阻值；
3、以所测量的电阻值为标准，建立电阻值-HSA浓度的标准曲线；
4、在相同的条件下，检测样品液的电阻值，与所建立的电阻值-HSA浓度标准曲线对照，确定检测样品液中的HSA的含量。实施例4.建立基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备方法及检测方法。1、按照实施例1中所述人血清白蛋白棉线传感器的制备方法，通过用相应的血清蛋白抗体更换HSA抗体，在相同的制备方法的条件下，制备针对对应血清蛋白监测用的通用型棉线免疫传感器。2、所制备的通用型电化学免疫传感器的检测方法，按照实施例2和3中所述的HSA检测传感器的检测方法，建立相应的电流曲线以及测量相应的电阻值；检测样品液的电流值和电阻值，与标准曲线对照，测得样品液中的血清蛋白含量。
所述棉线的通用型免疫传感器的目标蛋白可为血清中的Y球蛋白，α 球蛋白， α 2球蛋白，β球蛋白。
权利要求
1.一种监测人血清白蛋白的电化学棉线传感器的制备方法，其特征在于制备步骤为(1)碳纳米管聚苯乙烯磺酸钠溶液的制备将聚苯乙烯磺酸钠PSS分散于水溶液中得到质量浓度为5%-15%的PSS溶液；将水溶性碳纳米管分散于PSS溶液中，得到浓度为40-70 mg/mL的碳纳米管PSS溶液；超声过夜处理；(2)将一定浓度的人血清白蛋白HSA抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到HSA抗体终浓度5-25 μ g/mL的HSA抗体-碳纳米管PSS溶液；(3)将长度为5cm的棉线浸入到HSA抗体-碳纳米管PSS溶液中，并放置30min后取出，4-25°C下低温干燥，定义该操作为一个循环；再次将该干燥的棉线放入到HSA抗体-碳纳米管PSS溶液中30min后取出，干燥；反复循环操作10-20次后，干燥后4°C保存待用，即制备得到碳纳米管棉线复合物传感器，用于监测HSA。
2.权利要求1所述方法制备的监测HSA的电化学棉线传感器的循环伏安检测方法，其特征在于(1)以所制备的监测HSA电化学棉线传感器为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极Hg/Hg2Cl2S参比电极，在电化学工作站的控制下，进行循环伏安法测量，纪录电流对电位的变化曲线，即I-E曲线；(2)逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别纪录每次的I-E曲线；(3)以每次记录的I-E曲线中0.5 V所对应的电流值为标准，寻找电流-HSA浓度之间的对应的关系，建立监测HSA的电流-HSA浓度标准曲线；(4)在相同的条件下，检测样品液的电流值，与所建立的电流-HSA浓度标准曲线对照， 确定检测样品液中的HSA的含量。
3.权利要求1所述方法制备的监测HAS的电化学棉线传感器的电阻检测方法，其特征在于(1)以所制备的监测HSA电化学棉线传感器为对象，测量其电阻；(2)逐次向体系中加入终浓度为11. 9 nmol/L, 119 nmol/L, 1. 19 Mmol/L, 11.9 Mmol/L HSA的标准系列溶液，分别测量每次的电阻值；(3)以所测量的电阻值为标准，建立电阻值-HSA浓度的标准曲线；(4)在相同的条件下，检测样品液的电阻值，与所建立的电阻值-HSA浓度标准曲线对照，确定检测样品液中的HSA的含量。
4.一种基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于更换权利要求1 步骤(2)中使用抗体的种类，按照权利要求1监测人血清白蛋白电化学棉线传感器的制备方法相同的条件，制备针对对应血清蛋白监测用的通用型电化学棉线免疫传感器。
5.用权利要求4所述方法制备的基于棉线的通用型电化学免疫传感器的检测方法，其特征在于，以所制备的通用型电化学免疫传感器为工作电极，按照权利要求2和3 HSA电化学棉线传感器的检测方法，建立相应的电流曲线或测量相应的电阻值；检测样品液的电流值或电阻值，与标准曲线对照，测得样品液中的对应血清蛋白含量；所述棉线的通用型电化学免疫传感器检测的目标蛋白为Y球蛋白，α 1球蛋白，α 2球蛋白，或β球蛋白。
全文摘要
一种基于棉线的通用型电化学免疫传感器的制备及应用，属于电化学免疫检测技术领域。利用纳米功能材料碳纳米管对传统的棉线通过Dip-Dry技术进行包裹，得到高导电性的将人血清白蛋白抗体加到包裹溶液中，制得能特异性检测白蛋白的传感器；定量检测表明，制备的传感器能够特异地检测人血清中的白蛋白，检测灵敏度为119nM，满足日常对人血清监测的灵敏度要求。将传感器制备过程中的抗体进行更换就可以方便地制得针对所更换抗体的检测传感器，检测方法亦为通用型检测方法。与传统的检测方法比较，本发明提供一种通用型的快速，方便，高灵敏的棉线传感器的制备及检测方法，从而可应用于血清中蛋白的快速灵敏检测。
文档编号G01N33/68GK102426247SQ20111027948
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者吴晓玲, 王利兵, 胥传来 申请人:吴晓玲, 王利兵, 胥传来