基于NiCo2O4@Ni-MOF@MnO2的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器

技术特征：
1.一种基于nico2o4@ni-mof@mno2的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，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：碳布活化处理：将浓硫酸与浓硝酸均匀混合，然后将碳布加入到所得混合溶液中，再加入高锰酸钾进行反应；反应结束后，加水继续反应；然后清洗，干燥，获得活化的碳布，备用；步骤3：手风琴状ti3c2t
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粉末的制备：将lif与hcl溶液混合，在冰水浴下搅拌，直到 lif完全溶解；将ti3alc2加入到所得混合溶液中，搅拌，进行刻蚀反应；将所得黑色悬浮液用水离心洗涤，真空干燥，得到手风琴状ti3c2t
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粉末，备用；步骤4：cc/ti3c2t
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电极的制备：将ti3c2t
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粉末超声分散于水中；将活化的碳布放置于热台上，将所得ti3c2t
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悬浮液以滴涂的方法逐滴加入到碳布表面；将所得cc-ti3c2t
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真空干燥，备用；步骤5：nico2o4纳米线阵列的合成：将ni(no3)2·
6h2o、co(no3)2·
6h2o和co(nh2)2搅拌溶解于水中，然后转移至高压釜中；将步骤4所得cc/ti3c2t
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作为基质浸泡在所得溶液中，加热反应；将所得产物用水洗涤，然后在马弗炉中加热，取出；步骤6：nico2o4@ni-mof核/壳混合阵列的合成：将ni(no3)2·
6h2o和对苯二甲酸分别溶解在n-n二甲基甲酰胺中，在不断搅拌下，将ni(no3)2溶液滴加入对苯二甲酸溶液中；将所得混合溶液以及cc/ti3c2t
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/nico2o4保存在100-120℃的反应高压釜中；结束后反复冲洗，干燥，得到cc-ti3c2t
x-nico2o4@ni-mof电极；步骤7：nico2o4@ni-mof@mno2的制备：将c4h6mn o4•
4h2o和na2so4溶于水中，搅拌后制得前驱体溶液；采用三电极体系，将前驱体溶液倒入电解池中，以ag/agcl为参比电极，pt片为对电极，步骤6制备的电极为工作电极，插入至上述电解池中并充分浸润，在cc-ti3c2t
x-nico2o4@ni-mof电极上沉积进行沉积mno2；用水冲洗，干燥；步骤8：au-mofs@ab2的制备：将2，5-二氨基对苯二甲酸溶于n，n-二甲基甲酰胺中，搅拌后，所得产物清洗，真空干燥，得到mofs材料；然后加热搅拌，将mofs材料和氯金酸溶液混合，超声分散，干燥，焙烧，得到粉末状的au-mofs；最后向bsa溶液中加入au-mofs和兔抗鼠抗丝素蛋白抗体ab2，孵育后得到au-mofs@ab2；步骤9：逐层自组装电容型免疫传感器：在室温下将多巴胺tris-hcl溶液滴到步骤7所得电极上以聚集聚多巴胺；用pbs缓冲液清洗，滴加步骤1所得丝素蛋白的cb液，使其与聚多巴胺静电结合，用pbs缓冲液清洗去除未结合的抗原后；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；随后用pbs缓冲液清洗，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缓冲液清洗去除未固定的鼠抗丝素蛋白抗体ab1，最后滴加步骤7所得au-mofs@ab2，置于25-35℃中50-70 min，用pbs缓冲液洗净未固定的au-mofs@ab2，即得到丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器。2.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤1具体包括：将1-3 g家蚕茧在100-120 ml 0.3-0.7wt％的na2co3水溶液中煮沸30-40 min，然后用蒸馏水冲洗3-5次，以完全去除丝胶蛋白；将丝素蛋白纤维在50-60℃下干燥24-30 h；将
干燥的丝素蛋白纤维在96-100℃的80-120 ml氯化钙混合溶液中溶解1.5-2 h；使用截留分子量为8000-10000的纤维素透析袋对溶解后的混合溶液进行透析10-15次，每隔3-4 h更换一次蒸馏水；然后以6000-8000 r/min进行离心处理，取上清液冷冻干燥2-3天，研磨，得到丝素蛋白；所述氯化钙混合溶液中氯化钙，乙醇和蒸馏水的摩尔比为1:（1.5-2.5）:（7-8）。3.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤2具体包括：按体积比1.5-2.5:1将浓硫酸与浓硝酸均匀混合，然后将碳布加入到所得混合溶液中，再加入1.8-2 g高锰酸钾，在40-50℃下反应2-4h；反应结束后，加50-60 ml水继续反应2-3 h；然后用乙醇、水依次超声清洗5-10 min，干燥，获得活化的碳布，备用。4.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤3具体包括：将3.2g lif与35-40 ml 9 m的hcl溶液混合，在冰水浴下搅拌10-15 min，直到 lif完全溶解；将1-1.5g ti3alc2缓慢加入到所得混合溶液中，调节反应温度至40-50℃，在搅拌下充分刻蚀反应24-28 h；反应结束后，将所得黑色悬浮液用超纯水离心洗涤，直到溶液的ph＞6；将产物在50-60℃下真空干燥8-10 h，得到手风琴状ti3c2t
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粉末，备用。5.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤4具体包括：将80-120 mg ti3c2t
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粉末超声分散于20 ml水中；将步骤2活化的碳布放置于90-100℃的热台上，将所得ti3c2t
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悬浮液以滴涂的方法逐滴加入到碳布表面，直到碳布的负载量达到1-3mg；将所得cc-ti3c2t
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在50-60℃下真空干燥10-15h，备用。6.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤5具体包括：将0.25-0.35 g ni(no3)2·
6h2o、0.55-0.65 g co(no3)2·
6h2o和0.70-0.75 g co(nh2)2搅拌溶解于70-80 ml水中，然后转移至特氟隆内衬不锈钢高压釜中；将步骤4所得cc/ti3c2t
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作为基质浸泡在所得溶液中，在110-120℃下持续加热5-6 h；将所得产物用水洗涤3-5次，然后在300-350℃的马弗炉中加热2-2.5 h，取出。7.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤6具体包括：将0.14-0.18g ni(no3)2·
6h2o和0.03-0.04 g对苯二甲酸分别溶解在20-25 ml n-n二甲基甲酰胺中，在不断搅拌下，以0.2-0.4 ml/min的速率将ni(no3)2溶液滴加入对苯二甲酸溶液中；将所得混合溶液以及ito/zno@nico2o4器件保存在100-120℃的反应高压釜中3-24 h；结束后用乙醇和dmf反复冲洗4-6次，最后在60-80℃下干燥过夜，得到cc-ti3c2t
x-nico2o4@ni-mof电极。8.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤7具体包括：将4.8-5.0g c4h6mn o4•
4h2o和2.5-3.0g na2so4溶于180-200 ml水中，搅拌10-20 min后制得前驱体溶液；采用三电极体系，将前驱体溶液倒入电解池中，以ag/agcl为参比电极，pt片为对电极，步骤6制备的电极为工作电极，插入至上述电解池中并充分浸润；设置沉积电位为0.8-1.0v，沉积时间为600-1800s；在cc-ti3c2t
x-nico2o4@ni-mof电极上沉积进行沉积mno2；用水冲洗，干燥。9.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤8具体包括：称取1.4-2.8mmol 2，5-二氨基对苯二甲酸溶于25-35 ml的n，n-二甲基甲酰胺中，搅拌1-2h后，所得产物依次用无水乙醇和n，n-二甲基甲酰胺清洗，真空干燥，得到mofs材料；然后在70-80℃搅拌下，将mofs材料和氯金酸溶液混合，超声分散，干燥后焙烧，得到粉末状的au-mofs；最后向18-22 ml 0.01 g/ml的bsa溶液中加入au-mofs和8-12ul 兔抗鼠抗
丝素蛋白抗体ab2，置于25-35℃保温箱孵育0.5-1.5 h，得到au-mofs@ab2。10.如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器，其特征在于：步骤9具体包括：在室温下将10-20
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l 2-4mg ml-1
多巴胺tris-hcl溶液滴到步骤7所得电极上1-1.5 h以聚集聚多巴胺；用pbs缓冲液清洗，滴加10-20 ul 1ul/ml步骤1所得丝素蛋白的cb液，使其与聚多巴胺静电结合，用pbs缓冲液清洗去除未结合的抗原后；用10-20ul的0.8-1.2wt%的bsa溶液将电极封闭25-35 min，以封闭电极表面可能存在的非特异性结合位点；随后用pbs缓冲液清洗，继续滴加10-20ul 1ul/ml鼠抗丝素蛋白抗体ab1溶液，置于25-35℃下50-70 min，用pbs缓冲液清洗去除未固定的鼠抗丝素蛋白抗体ab1，最后滴加10-20 ul步骤7所得au-mofs@ab2，置于25-35℃中50-70 min，用pbs缓冲液洗净未固定的au-mofs@ab2，即得到丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器。

技术总结
本发明涉及电容传感领域，本发明公开了一种基于NiCo2O4@Ni-MOF@MnO2的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器。本发明在柔性碳布上制造无添加剂和无粘结剂的NiCo2O4@Ni-MOF混合阵列电极，NiCo2O4纳米线碳布作为优秀的导电支架，而密切固定的Ni-MOF拥有大表面积以及丰富的孔隙率，确保了良好的电子传递动力学；纳米MnO2具有较大的比表面积及较高的赝电容等特点；制备具有自支撑特性的电极材料，既可以进一步提高赝电容材料的比例，又能增强其与基体之间的相互作用。本发明电容式生物传感器可以由生物识别表面和目标分析物之间的亲和相互作用而调节电容的变化，从而产生高灵敏度和选择性。选择性。选择性。


技术研发人员：周晴晴 陈浩东 王坤 王秉
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/6/3