一種羥基氧化鐵-MoS制造技術

本發明專利技術屬于納米雜化材料技術領域，具體涉及一種羥基氧化鐵?MoS

A hydroxyl iron oxide MOS

【技術實現步驟摘要】
一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料及其制備方法、適體傳感器用電極、適體傳感器
本專利技術屬于納米雜化材料
，具體涉及一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料及其制備方法、適體傳感器用電極、適體傳感器。
技術介紹
癌癥的早期篩查與檢測對于其有效治療和改善患者生存狀況至關重要，因此開發快速、低成本的傳感系統成為人們關注的熱點。作為一種內源的和非編碼的短鏈RNA，microRNA(miRNA)因在癌細胞中過表達，被認為是癌基因和腫瘤抑制因子。其中miRNA-21因在不同的細胞和生物學功能均有涉及，作為有效的生物標志物受到廣泛關注。然而，microRNA往往表現出諸如短鏈、序列相似和豐度低等特征，給其臨床診斷帶來巨大挑戰。目前，針對生物學中miRNA的靈敏檢測，科學家們專利技術了多種分析方法和生物傳感器，如熒光光譜法、化學發光光譜法、電感耦合等離子體質譜法、拉曼光譜法、光電化學分析、電化學發光分析及電化學技術等。其中電化學技術因成本低、檢測靈敏度高、特異性好、儀器簡單等優點公認為最有效的方法之一。然而，miRNA在血漿或血清中的含量低至飛摩(fM)、納摩(nM)級別，增強檢測信號是miRNA傳感器的主要問題。盡管人們已經嘗試很多方法開發各種檢測miRNA的傳感器，但相對低的檢測靈敏度限制了其實際應用。因此，開發一種超靈敏且具有成本效益的檢測miRNA的生物傳感器是當務之急。典型的DNA電化學生物傳感器由金電極/玻璃碳電極與錨定的單鏈DNA或RNA探針構成。通過單鏈DNA或RNA探針配適體與目標檢測物的雜交反應，電極與電解質界面的電化學行為發生變化，從而導致電化學信號發生變化。目前，基于miRNA及其互補靶標人們采用不同方式構建不同的電化學生物傳感器，如雙特異性和核酸酶輔助靶向循環信號放大、二維DNA納米探針和無酶靶物循環放大、基于葡萄糖/O2生物燃料電池的紙質自供電系統、自組裝pH敏感連續環狀DNA納米開關、基于核酸功能化金屬-有機框架的均相電化學方法和核酸外切酶輔助的靶標循環方法等。然而，上述電化學生物傳感器具有制備繁瑣、DNA序列設計復雜、或信號放大/指示劑開發設計復雜等問題，限制了其應用。納米材料，比如導電聚合物、碳納米材料、金屬有機骨架或共價有機骨架材料等，因其比表面積大和導電率高，可作為固定探針分子的支架修飾電極。此外，納米材料不僅能有效固定生物識別分子，同時加速生物傳感器的電子轉移。因此，通過可行方法優化電極材料制備miRNA檢測靈敏的生物傳感器具有重要意義。MoS2納米片(NSs)因其儲量豐富和獨特的結構性能近些年受到廣泛的關注，并在各領域得到廣泛的應用。然而，MoS2電化學活性低、易團聚限制了其實際應用。為了克服上述缺點，人們付諸許多努力，其中最主要的方法之一是將其與一些導電材料集成并用于構建MoS2基復合物檢測不同的靶標，如miRNA、甲胎蛋白或5hmC等。但上述MoS2基復合物電極修飾材料的電化學活性和生物相容性有限，其所構建的電化學生物傳感器的檢測靈敏度有待提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料，其電化學活性和生物相容性優異，可以作為用于檢測miRNA-21的適體傳感器的電極修飾材料以提高檢測靈敏度。本專利技術的另一個目的是提供一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料的制備方法，以提高現有的MoS2基復合物電極修飾材料的電化學活性和生物相容性。本專利技術的第三個目的是提供一種適體傳感器用電極，該電極具有優異的生物相容性、高電化學活性以及對miRNA-21的互補DNA的強生物親和性，可用于構筑適體傳感器，以提高miRNA-21檢測靈敏度。本專利技術的第四個目的是提供一種適體傳感器，以提高miRNA-21檢測靈敏度。為實現上述目的，本專利技術的羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料的具體技術方案為：一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料，包括羥基氧化鐵納米棒和生長在其表面的MoS2納米片，所述MoS2納米片由磷鉬酸水合物與硫代乙酰胺進行溶劑熱反應得到。本專利技術的羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料，簡稱為pd-MoS2@β-FeOOH納米雜化材料，基于現有的由導電材料與MoS2復合的MoS2基復合物作為電極修飾材料時電化學活性和生物相容性不能滿足低含量的miRNA-21檢測的需求，設計合成磷鉬酸水合物與硫代乙酰胺水熱反應得到MoS2納米片(pd-MoS2NSs)，并與具有大隧道型結構的羥基氧化鐵納米棒雜化，獲得一種高電化學活性和優異生物相容性的納米雜化材料，以促進電子轉移并提高材料的感測靈敏度。具體的，磷鉬酸水合物中同時含有氧、磷和過渡金屬，其化學結構多變、電子通用性優異，可以與各種電子結合，具有較高的電化學活性；羥基氧化鐵具有大隧道型結構，牢固結合的Fe原子能將H2O牢固固定在隧道內，常用于如氧化催化劑、電池、半導體電子產品、磁存儲介質和生物成像領域。由磷鉬酸水合物衍生的MoS2納米片結合羥基氧化鐵納米棒作為適體傳感器的電極修飾材料能夠促進電子轉移并提高傳感器的感測靈敏度。本專利技術的羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料中pd-MoS2納米片生長在羥基氧化鐵納米棒周圍，形成組分均勻的納米雜化多組分結構，該雜化材料中包含Mo4+/Mo5+和Fe0/Fe2+/Fe3+等化學價態，具有豐富的氧空位和Fe-O鍵。基于該納米雜化材料獲得的miRNA-21生物傳感器具有優異的傳感性能、高靈敏度、優異的穩定性和再現性、高選擇性以及可行性。本專利技術的羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料的制備方法的具體技術方案為：一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料的制備方法，包括以下步驟：將羥基氧化鐵納米棒、磷鉬酸水合物、硫代乙酰胺和溶劑組成的混合液進行溶劑熱反應，即得。本專利技術的羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料的制備方法，以磷鉬酸水合物為鉬源、硫代乙酰胺為硫源，在羥基氧化鐵納米棒上生長MoS2納米片，得到羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料，制備方法簡單，所得納米雜化材料的電化學活性和生物相容性較好。為進一步優化所得納米雜化材料的電化學活性和生物相容性，羥基氧化鐵納米棒、磷鉬酸水合物、硫代乙酰胺的質量比為(1～4):1:1。為提高反應速率，反應溫度為180～220℃，為使反應充分，反應時間為8～16h。上述混合液由羥基氧化鐵納米棒、磷鉬酸水合物的水溶液、硫代乙酰胺的甲醇溶液混合得到。反應的后處理步驟為將反應后的產物用乙醇洗滌并干燥，以除去產物中殘留的溶劑。羥基氧化鐵納米棒可由氯化鐵與葡萄糖進行溶劑熱反應得到，記為β-FeOOH納米棒(β-FeOOHNRs)。進一步的，反應的溫度為150～180℃，反應時間為5～8h。本專利技術的適體傳感器用電極的具體技術方案為：一種適體傳感器用電極，所述適體傳感器用電極包括電極基體以及電極表面的電極修飾材料，所述電極修飾材料為上述羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料。該電極具有優異的生物相容性、高電化學活性以及對miRNA-21的互補DNA的強生物親和性，可用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種羥基氧化鐵-MoS

【技術特征摘要】
1.一種羥基氧化鐵-MoS2納米雜化材料，其特征在于，包括羥基氧化鐵納米棒和生長在其表面的MoS2納米片，所述MoS2納米片由磷鉬酸水合物與硫代乙酰胺進行溶劑熱反應得到。


2.如權利要求1所述的羥基氧化鐵納米棒-MoS2納米片納米雜化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將羥基氧化鐵納米棒、磷鉬酸水合物、硫代乙酰胺和溶劑組成的混合液進行溶劑熱反應，即得。


3.根據權利要求2所述的羥基氧化鐵納米棒-MoS2納米片納米雜化材料的制備方法，其特征在于，羥基氧化鐵納米棒、磷鉬酸水合物、硫代乙酰胺的質量比為(1～4):1:1。


4.根據權利要求2所述的羥基氧化鐵納米棒-MoS2納米片納米雜化材料的制備方法，其特征在于，反應溫度為180～220℃。


5.根據權利要求2所述的羥基氧化鐵納米棒-MoS2納米片納米雜化材料的制備方法，其特征在于，反應時間為8～16h。


6.根據權利要求2所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張治紅，胡彬，黃順江，何領好，王明花，崔靜，宋英攀，賈巧娟，
申請(專利權)人：鄭州輕工業大學，
類型：發明
國別省市：河南;41