新型抗生素纳米生物传感器的制备方法

摘要

一种新型抗生素纳米生物传感器的制备方法，制备一种基于多孔硅材料用于快速检测四环素的新型电化学纳米生物传感器，通过电化学脉冲腐蚀法制得多孔硅基片，将适配子固定其上。适配子能够特异性识别四环素分子，并引起阻抗值的变化。利用电化学交流阻抗法比较了固定适配子前后硅片表面阻抗值的变化，以及在体系中加入不同浓度四环素后阻抗谱的变化。选择一个合适的等效电路对测得的阻抗数据进行拟合。获得了四环素浓度与阻抗值的变化规律。传感器的线性检测范围为2.079-62.37nM，检测限为2.079nM。

主权项

一种新型抗生素纳米生物传感器的制备方法，其特征在于：使用的实验材料和仪器：p<100>单晶硅片，其电阻率0.15～0.2Ω·cm；牛血清白蛋白(BSA)；0.2mol/L pH=7.0的PBS缓冲液；四环素；双氧水；氨水；3‑氨丙基三乙氧基硅烷；制备实验方法：多孔硅的制备与氧化膜的形成选择p<100>单晶硅片通过阳极电化学脉冲腐蚀制备多孔硅，控制脉冲频率为20HZ，脉冲幅度为8mv，占空比为0.5，腐蚀时间1h，该腐蚀过程在自制的聚四氟乙烯容器中进行，选择铂柱电极为阴极，硅片为阳极；腐蚀液体积比为V(48％HF)∶V(无水乙醇)∶V(H2O)=1∶1∶2；刚制备好的多孔硅片用去离子水冲洗，用0.5％(V/V)的双氧水做电解液进行阳极氧化，处理20min，使多孔硅表面形成一层很薄的氧化膜，然后将多孔硅片浸入V(NH3)∶V(H2O2)∶V(H2O)=1∶1∶10组成的混合溶液中，70℃，保温20min，进行亲水化处理，以改变多孔硅表面的氧化层的疏水性，同时使多孔硅表面更加均匀；处理完毕后用蒸馏水冲洗干净，在真空干燥箱 中200℃干燥处理1h；适配子的固定化：用APTES修饰多孔硅表面；将APTES与去离子水按1∶10的比例混合，用1mol/L的HCl溶液调整此混合液的pH为7.0；混合液在53℃恒温水浴，把制备好的多空硅片浸入上述溶液中，反应3h；然后用去离子水冲洗干净，在真空干燥箱中干燥处理；取10μL2.5％的戊二醛溶液铺展于上述APTES修饰过的多孔硅片上，室温环境2h，使其充分反应；然后用去离子水冲洗，室温晾干；将5ng/μL的四环素适配子溶液10μL铺展于上述修饰过的多孔硅片上，室温过夜，使其充分反应，然后用去离子水冲洗；用2.0mg/mL BSA溶液封闭多孔硅的空白位点；之后用大量pH7.0的PBS溶液冲洗，储存于真空干燥器中；交流阻抗法测：电化学检测采用三电极体系：由多孔硅传感器作为工作电极，铂柱电极作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极：在电化学交流阻抗法测量中，频率扫描的范围选择0.01～100kHz，在开路电位下从高频100kHz开始扫描，扫描速度5mV/s，在ZAHNER Im6/6ex电化学工作站上进行测量；待测物的检测：待测物溶液即盐酸四环素溶液由PBS缓冲液配制而成；由于多孔硅材料的重复性，将待测物逐级滴加到检测体系中，使待测物的浓度逐渐提高；在电化学系统稳定1h之后，每隔15min向体系中滴加1次待测物，使其质量浓度逐级达到2.079nM,10.40nM，20.79nM,41.58nM，62.37nM，分别检测各个质量浓度对应的交流阻抗谱；所述四环素浓度为2.079～62.37nM的范围内有线性关系，易于绘制标准 曲线，待测物的最低检测限为2.0797nM。