本發(fā)明屬于免疫傳感器的，更具體涉及一種改性mxene材料的制備方法及免疫傳感器。

背景技術(shù)：

1、傳感器是一種可以將待測物信息收集轉(zhuǎn)化成另外一種形式的信號并輸出出來，可以將其作為一種信號放大方式。免疫傳感器是一種利用免疫技術(shù)和信號放大原理的結(jié)合將難以觀測的免疫信號如抗原抗體復合物用按一定規(guī)律以其他信號的方式展現(xiàn)出來，以電信號的形式展示出來的即電化學免疫傳感器，作為一種新型方式在文物檢測方向和皮革制品檢測上可以發(fā)揮重大作用。

2、電化學免疫傳感器其性能與電極及其表面修飾材料特性密切相關(guān)，玻碳電極(gce)以易于修飾常被用于傳感器的基底；二維導電材料因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)與性能在電池、電容器等電化學方向展現(xiàn)出很強的競爭力，但常用的二維碳材料石墨烯等制備成本較高，其他材料亦有較大缺點。mxene材料作為新型二維材料，其較高的導電性與柔性和表面含有官能團而在各個領(lǐng)域均有較大的應用前景，尤其是導電通路與多活性位點使其在免疫傳感器方向大有可為，但二維材料易堆疊會影響材料的性能，并且純mxene材料的循環(huán)穩(wěn)定性較差，在應用到免疫傳感器時容易受檢測次數(shù)與環(huán)境影響從而產(chǎn)生較大偏差，并由此影響免疫傳感器的性能和檢測結(jié)果的準確性。因此對其改性制備具有三維結(jié)構(gòu)、能夠負載生物分子、導電性好且穩(wěn)定性強的電極材料能夠有效增強電化學免疫傳感器的性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種改性mxene材料的制備方法及免疫傳感器，通過將二維mxene與一維cnts結(jié)合為以cnts為隔離物并形成導電通路的三維改性mxene材料，相比于純mxene材料具有更高的穩(wěn)定性，并且極大增強了導電性，同時由于有效防止了堆疊從而提高了活性位點與生物分子的可負載量，并將其成功應用于免疫傳感器。

2、本發(fā)明以ti3alc2為原料，hcl與lif為刻蝕體系對max相中的al進行選擇性刻蝕并插層，在此過程中除了將金屬相刻蝕掉還會將f元素與水中的-oh與-o插層至mxene層中，后經(jīng)洗滌、離心與超聲后可以得到均勻的單層mxene分散液(ti3c2tx)，其中tx為刻蝕后表面的-f、-o、-oh等官能團。

3、持續(xù)的震蕩通過機械作用使溶劑不停撞擊未分層的材料，也是為了促進mxene的分層。多次的洗滌是為了將反應過程中所殘留的hf和雜質(zhì)洗脫，同時降低溶液的ph。多次離心一方面可以分離雜質(zhì)，另一方面可以觀察此時溶液的條件是否可以產(chǎn)生單層mxene。當洗滌至部分的mxene開始分層時，所呈現(xiàn)出的現(xiàn)象為離心后上層液體為黑色分散液，此時滿足mxene的分層條件并出現(xiàn)了部分單層mxene，但由于上層濃度過低，仍需繼續(xù)洗滌離心至ph>6的中性狀態(tài)，此時的環(huán)境減少了多層mxene層之間的相互作用力，利于進一步剝離，然后再進行超聲分層操作，這是獲得分層mxene的重要步驟。超聲分層過程中需要冰水浴降低溫度，從而避免超聲時溫度過高導致mxene受熱氧化變質(zhì)，影響材料質(zhì)量，最終得到了單層mxene分散液。

4、純碳納米管由于具有一定的長度，缺陷少且無活性基團，導致了其在水中溶解度低難以分散，本發(fā)明使用十六烷基三甲基溴化銨(ctab)對碳納米管(cnts)進行改性，使其變成呈正電性并分散均勻，之后加入mxene分散液混合超聲，mxene呈負電性，二者可以通過異性電荷吸引的作用，通過靜電自組裝形成改性mxene材料。碳納米管以間隔物的形式夾在mxene中間，可以有效地防止mxene的重新堆疊，并且兩兩復合疊加從而形成三維導電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。并且改性mxene材料不僅具有兩者的優(yōu)勢，而且在導電性上具有協(xié)同強化作用。因此，改性mxene材料能夠作為免疫傳感器基底材料，不僅擁有較高的靈敏度，而且還有優(yōu)異的催化性能和更強的穩(wěn)定性。

5、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種改性mxene材料的制備方法，包括如下步驟:

6、(1)將鹽酸和lif加入反應釜中40℃下攪拌10-15min，再分多次加入ti3alc2進行反應；

7、(2)將反應產(chǎn)物經(jīng)若干次震蕩、離心、洗滌至得到的上清液的ph>6，在冰水浴中對上清液進行超聲分層，最后再離心取上清液得到單層mxene分散液；

8、(3)將碳納米管超聲分散于十六烷基三甲基溴化銨的水溶液中，所得混合液中加入單層mxene分散液，并以體積比1:4-8超聲混合，混合分層后，離心并棄上清液，真空干燥，得到改性mxene材料。

9、進一步優(yōu)選的，步驟(1)中，所述鹽酸、lif和ti3alc2的加入量之比為20ml:1.5-2g:1g。

10、進一步優(yōu)選的，步驟(1)中，所述鹽酸的濃度為9-12m。

11、進一步優(yōu)選的，步驟(1)中，反應的總時間為18-36h。

12、進一步優(yōu)選的，步驟(2)中，超聲分層的時間為4-6h；離心的速度為3000-5000rpm。

13、進一步優(yōu)選的，步驟(3)中，十六烷基三甲基溴化銨的水溶液的濃度為0.1-2mm。

14、進一步優(yōu)選的，步驟(3)中，超聲分散的時間為2-3h。

15、進一步優(yōu)選的，步驟(3)中，所得混合液中碳納米管的濃度為0.1-2wt％；

16、進一步優(yōu)選的，步驟(3)中，單層mxene分散液的濃度為0.8-1.2wt％。

17、進一步優(yōu)選的，步驟(3)中，真空干燥的溫度為60-70℃。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：一種免疫傳感器，其制備方法包括如下步驟：在gce電極上滴加含改性mxene材料的分散液，之后干燥，接著置于抗體溶液中結(jié)合抗體，后置于bsa溶液中封閉位點，接著滴加抗原溶液，完成免疫傳感器的自組裝。

19、改性mxene材料結(jié)合抗體后，使用牛血清蛋白(bsa)封閉位點形成免疫傳感平臺，最后與抗原溶液blg特異性結(jié)合后完成自組裝。gce作為工作電極，鉑片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，通過差分脈沖伏安法(dpv)，循環(huán)伏安法(cv)與電化學交流阻抗法(eis)對材料性能進行表征，通過dpv與cv對傳感器自組裝過程與性能進行表征。

20、這是將cnts為插層復合mxene形成mxene/cnts并首次將其應用于免疫傳感器，該傳感器穩(wěn)定性好、靈敏度高、無危險性、更高的可靠性且自組裝過程易于表征，尤其適合用于免疫傳感器檢測蛋白。

21、進一步優(yōu)選的，含改性mxene材料的分散液的濃度為0.5-2mg/ml，滴加量為4-8μl。

22、進一步優(yōu)選的，抗體溶液的濃度為3-4μg/ml。

23、進一步優(yōu)選的，bsa溶液的濃度為1-2wt％。

24、進一步優(yōu)選的，抗原溶液blg的濃度為1-5μg/ml，滴加量為10-12μl。

25、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

26、(1)本發(fā)明通過將二維mxene與一維cnts結(jié)合為以cnts為隔離物并形成導電通路的三維改性mxene材料，相比于純mxene材料具有更高的穩(wěn)定性，并且極大增強了導電性，同時由于有效防止了堆疊從而提高了活性位點與生物分子的可負載量。

27、(2)將改性mxene材料應用于免疫傳感器，該傳感器穩(wěn)定性好、靈敏度高、無危險性、更高的可靠性且自組裝過程易于表征。