[发明专利]基于氨基化钠基蒙脱石的肿瘤标志物传感器的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于氨基化钠基蒙脱石的肿瘤标志物传感器的制备及应用。具体是基于氨基化钠基蒙脱石和纳米多孔金膜构建的夹心型电化学免疫传感器，用于测定多种肿瘤标志物，属于功能材料和生物传感技术领域。

背景技术

肿瘤标志物在癌症的早期诊断中具有重要的实用价值。肿瘤标志物是一种在肿瘤细胞的发生和增殖过程中，由肿瘤细胞本身所产生、或者由机体对肿瘤细胞的反应而产生的，反应肿瘤存在和生长的一类物质。包括蛋白质、激素、酶、多胺及癌基因产物等。肿瘤标志物在临床中应用广泛，在正常人群中的癌症筛查、有症状者的癌症辅助诊断、癌症的临床阶段的分期、癌症疾病进程的预后评估治疗方案、判断癌症是否复发中起着极其重要的作用。

目前临床研究较多的肿瘤标志物有：癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)、α-L-岩藻糖苷酶(AFU)、前列腺特异性抗原(PSA)、糖类抗原125(CA-125)、糖类抗原15-3(CA 15-3)、糖类抗原199(CA-199)、糖类抗原724(CA-724)、糖类抗原242(CA-242)、人绒毛膜促性腺激素(β-HCG)、甲状腺球蛋白(TG)。

检测肿瘤标志物的方法主要有放射免疫测定法、酶免疫分析测定法、化学发光免疫分析等，这些检测方法具有如下特点：

（1）放射免疫测定法：该法在生物医学各个领域已得到广泛的应用，其具有操作简便、成本低等优点，但其放射性污染严重，灵敏度低，使其应用受到限制。

（2）酶免疫分析测定法：该法标记物制备简单，有效期长，对环境无污染等特点，得到了迅速地普及和发展，但因酶容易失活，导致其信号时间短，降低了方法的灵敏度和重现性。

（3）化学发光免疫分析测定法：该法具有灵敏度高、选择性强、重现性好、易于操作等优点，但其影响化学发光分析检测结果的因素较多，稳定性较差，且在发生化学反应之后，样品的发光无法再现。

因此，发明一种检测限低、灵敏度高、特异性强、重现性好的肿瘤标志物传感器至关重要。

近年来，纳米材料在单分子水平的各种探针技术、纳米集成阵列器件、电极表面修饰等方面的研究取得了突飞猛进的发展【参见：(a) Lai G.S.; Yan F.; Wu J.; Leng C.; Ju H.X. Anal. Chem., 2011, 83, 2726-2732. (b) Du D.; Wang L.M.; Shao Y.Y.; Wang J.; Engelhard M.H.; Lin Y.H. Anal. Chem., 2011, 83, 746-752.】。

氨基化钠基蒙脱石是一种性能优越的纳米材料，具有比表面积大、孔隙度高、生物相容性好、吸附性能好的特点，氨基化后可实现对一抗良好的结合能力，使之可固载和标记更多生物分子；此外其低廉的价格大大降低了传感器的成本。

纳米多孔金膜具有比表面积大、导电性好的特点，加之其良好的生物相容性，可用于修饰电极以增大电极的有效面积，同时可直接固载抗体。

本发明将以上氨基化钠基蒙脱石和纳米多孔金膜两种纳米材料用于电化学免疫传感器的构建中，赋予电化学免疫传感器更为突出的特色。首先采用纳米多孔金膜固定一抗，由于纳米多孔金膜具有三维连续开孔结构和大的比表面积，有利于固定更多的一抗，而且纳米多孔金膜良好的生物相容性，可以与一抗直接结合，避免了交联剂的使用；然后采用吸附硫堇后的氨基化钠基蒙脱石标记二抗和辣根过氧化物酶，提高了其电极表面的电子传递效率，降低了检测限、增加了传感器的检测灵敏度。

按照以上方法制备的电化学免疫传感器，利用钠基蒙脱石具有较大的比表面积和孔隙度、良好的生物相容性，加之氨基化后可实现对一抗良好的结合能力，使之可固载更多抗体和酶。利用纳米多孔金膜良好的三维连续开孔结构及生物相容性，可以直接固定大量肿瘤标志物一抗，同时具有良好的催化活性，能进一步提高电子传递效率等，进而显著改善传感器的灵敏度。

经对现有肿瘤标志物检测专利技术的检索发现，目前CN200910212772.0公开了一种用于检测甲胎蛋白的电化学发光免疫传感器，该传感器的检测限达到0.035 ng/mL，线性范围为0.01 ~ 20 ng/mL。

CN201110199112.0公开了一种检测磷化蛋白的电化学免疫传感器，其检测限为0.01 ng/mL，线性范围为0.02 ~ 20 ng/mL。

CN03113053.4公开了一种检测CA-125无试剂安培免疫传感器。