欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2021116507711
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:包括:

准备若干组三电极传感器件并通过循环伏安法分别在三电极传感器件上修饰金纳米材料;

孵育不同浓度的胰岛素抗体溶液,通过差分伏安法检测相同浓度的胰岛素溶液浓度,确定最佳浓度的胰岛素抗体溶液;具体过程如下:利用不同浓度的胰岛素抗体溶液分别修饰三组不同的电极以制备三种胰岛素免疫电极,采用差分伏安法对相同浓度的胰岛素溶液进行电化学检测;扫描电压范围设置为‑0.2‑4~0.3v,电势增量为4mV,灵敏度为e A/V;在电压的作用下,转移电子穿过电极表面与铁氰化钾发生氧化还原反应,电极表面物质越多,电子穿过电极界面难度增加,导致氧化电流越小,其氧化电流采用“电压‑电流”曲线进行记录,不同浓度的胰岛素抗体溶液对应不同的氧化峰值电流;为明显区分胰岛素和糖化血红蛋白溶液的电流响应,在满足检测要求的前提下,确定最佳的胰岛素抗体溶液浓度;

再孵育相同浓度的胰岛素抗体溶液,通过差分伏安法检测不同浓度的胰岛素溶液,验证能够获得的浓度信息,确定胰岛素的浓度、检测灵敏度参数;具体过程如下:通过电化学中的差分伏安法对不同浓度的胰岛素溶液进行检测;扫描电压范围设置‑4

为‑0.2~0.3v,电势增量为4mV,灵敏度为e A/V;差分伏安法使用连续的脉冲上升电位,其波形呈现上升阶梯状,各梯级振幅逐级升高,同时记录产生的电流值;在电压的作用下,转移电子穿过电极表面与铁氰化钾发生氧化还原反应,电极表面物质越多,电子穿过电极界面难度增加,导致氧化电流越小,其氧化电流采用“电压‑电流”曲线进行记录,不同浓度的胰岛素溶液对应不同的氧化峰值电流;制作“胰岛素浓度‑氧化峰值电流”标准曲线,确定电化学检测胰岛素的浓度、检测灵敏度参数;

孵育不同浓度的糖化血红蛋白抗体溶液,通过差分伏安法检测相同浓度的糖化血红蛋白溶液浓度,确定最佳浓度的糖化血红蛋白抗体溶液;再孵育相同浓度的糖化血红蛋白抗体溶液,通过差分伏安法检测不同浓度的糖化血红蛋白溶液,验证能够获得的浓度信息,确定糖化血红蛋白的浓度、检测灵敏度参数;

制备不同浓度配比的胰岛素和糖化血红蛋白的混合溶液,通过差分伏安法检测混合溶液获得胰岛素‑糖化血红蛋白混合溶液差分伏安曲线;

提取胰岛素‑糖化血红蛋白混合溶液差分伏安曲线的特征值;

利用机器学习回归分析模型对胰岛素‑糖化血红蛋白混合溶液差分伏安曲线图解耦合,分别获得胰岛素和糖化血红蛋白溶液的浓度。

2.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述三电极传感器件采用丝网印刷电极,包括工作电极、辅助电极和参比电极,其中工作电极和辅助电极均为碳电极,参比电极为银电极。

3.根据权利要求2所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述金纳米材料作为增加电极导电性的改性材料,修饰采用浓度为0.001mol/L的四氯金酸和0.01mol/L的硫酸钾溶液作为电沉积溶液,沉积时间为20分钟;以底液铁氰化钾作为电极表面反应的氧化还原剂,采用浓度为0.005mol/L的铁氰化钾溶液。

4.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述免疫电极的制作过程如下:取已修饰金纳米材料的丝网印刷电极,在工作电极表面滴涂胰岛素抗体溶液或糖化血红蛋白抗体溶液,4℃孵育16小时;孵育完成后,用磷酸盐缓冲液冲洗电极表面,除去电极表面未结合的抗体;随后将牛血清白蛋白封闭液滴涂在三电极区域,37℃封闭2小时,然后使用磷酸盐缓冲液冲洗电极,并使电极在室温条件下自然干燥;随后将胰岛素溶液或糖化血红蛋白溶液滴涂在工作电极表面,37℃封闭1小时,即得到了免疫电极。

5.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述孵育不同浓度的糖化血红蛋白抗体溶液,通过差分伏安法检测相同浓度的糖化血红蛋白溶液浓度,确定最佳浓度的糖化血红蛋白抗体溶液;具体过程如下:利用不同浓度的糖化血红蛋白抗体溶液分别修饰三组不同的电极以制备三种糖化血红蛋白免疫电极,采用差分伏安法对相同浓度的糖化血红蛋白溶液进行电化学检测;扫描‑4电压范围设置为‑0.2~0.3v,电势增量为4mV,灵敏度为e A/V;在电压的作用下,转移电子穿过电极表面与铁氰化钾发生氧化还原反应,电极表面物质越多,电子穿过电极界面难度增加,导致氧化电流越小,其氧化电流采用“电压‑电流”曲线进行记录,不同浓度的胰岛素抗体溶液对应不同的氧化峰值电流;为明显区分胰岛素和糖化血红蛋白溶液的电流响应,在满足检测要求的前提下,确定最佳的糖化血红蛋白抗体溶液的浓度;

所述再孵育相同浓度的糖化血红蛋白抗体溶液,通过差分伏安法检测不同浓度的糖化血红蛋白溶液,验证能够获得的浓度信息,确定糖化血红蛋白的浓度、检测灵敏度参数;具体过程如下:通过电化学中的差分伏安法对不同浓度的糖化血红蛋白溶液进行检测,电压范围设置‑4

为‑0.2~0.3v,电势增量为4mV,灵敏度为e A/V;在电压的作用下,转移电子穿过电极表面与铁氰化钾发生氧化还原反应,电极表面物质越多,电子穿过电极界面难度增加,导致氧化电流越小,其氧化电流采用“电压‑电流”曲线进行记录,不同浓度的糖化血红蛋白溶液对应不同的氧化峰值电流;制作“糖化血红蛋白浓度‑氧化峰值电流”标准曲线,确定电化学检测糖化血红蛋白的浓度、检测灵敏度参数。

6.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述制备不同浓度配比的胰岛素和糖化血红蛋白的混合溶液,通过差分伏安法检测混合溶液获得胰岛素‑糖化血红蛋白混合溶液差分伏安曲线;具体过程如下:通过电化学中的差分伏安法,将不同浓度的胰岛素溶液与不同浓度的糖化血红蛋白溶液分别混合得到若干种混合溶液,对不同浓度配比下的胰岛素与糖化血红蛋白混合溶液进‑4行检测,电压范围设置为‑0.2~0.3V,电势增量为4mV,灵敏度为e A/V;在电压的作用下,转移电子穿过电极表面与铁氰化钾发生氧化还原反应,电极表面物质越多,电子穿过电极界面难度增加,导致氧化电流越小,其氧化电流采用“电压‑电流”曲线进行记录,不同浓度配比下的胰岛素与糖化血红蛋白混合溶液对应不同的氧化峰值电流;制作“胰岛素与糖化血红蛋白浓度‑氧化峰值电流”标准曲线,确定电化学检测胰岛素与糖化血红蛋白的参数。

7.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述特征值包括起始电流、电流极小值、电流极小值对应的电压、电压为零时对应的电流、峰值电流、峰值电流对应的电压、终点电流和曲线面积。

8.根据权利要求1所述的一种同时检测胰岛素与糖化血红蛋白的电化学检测方法,其特征在于:所述利用机器学习回归分析模型对胰岛素‑糖化血红蛋白混合溶液差分伏安曲线图解耦合,分别获得胰岛素和糖化血红蛋白溶液的浓度;具体包括以下步骤:通过机器学习中的随机森林算法,构建模型,对未知浓度的胰岛素与糖化血红蛋白混合溶液的差分伏安曲线进行解耦合,分别得到胰岛素和糖化血红蛋白在混合溶液中的预测浓度;

首先,利用已知和未知浓度的胰岛素和糖化血红蛋白混合溶液分别进行电化学差分伏安实验,针对已知浓度的混合溶液的差分伏安曲线特征值进行提取;

然后,将提取的特征值构成训练样本集,训练模型确定随机森林的每棵决策树,并汇总投票结果确定特征输入与浓度输出的路径;

最后,利用得到的随机森林模型对未知浓度的胰岛素和糖化血红蛋白溶液进行浓度预测。