[发明专利]检测癌胚抗原的光电化学免疫传感器的制备及应用

说明书

本发明公开了一种检测癌胚抗原的光电化学免疫传感器的制备及应用研究。在掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃上生长三维分层结构的氧化锌纳米棒‑纳米片，利用其负载大量的锰掺杂的硫化镉量子点和识别癌胚抗原的适配体及与适配体杂交的标记有碲化镉/硒化镉核壳量子点的DNA探针，形成基于氧化锌的多元敏化结构，实现最初的信号放大；结合癌胚抗原特异性识别适配体使DNA探针解杂交脱离电极表面产生的减弱的敏化作用及癌胚抗原与适配体形成的共轭物自身的空间位阻效应，实现进一步的信号放大，进而实现对癌胚抗原的灵敏检测。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术、光电化学信号检测技术及免疫分析检测技术领域，更具体地说是一种用于灵敏检测癌胚抗原的光电化学免疫传感器的制备及应用。

背景技术

作为一种非常重要的肿瘤标志物，癌胚抗原在癌症的临床诊断和治疗中扮演着重要的角色。近年来，各种各样的分析方法被发展用于癌胚抗原的检测，像荧光、电化学、电化学发光、比色等分析方法。尽管这些方法可以实现癌胚抗原的检测，它们存在操作复杂、灵敏度低、费时、成本高等缺点。光电化学分析方法作为一种新兴的分析方法，由于其灵敏度高、操作简单、成本低等优点引起了广泛的关注！光电活性材料是光电化学分析方法中的重要组成部分，常用的敏化结构通常是以宽带隙的半导体材料为基础敏化不同的窄带隙的半导体材料。降低敏化结构电子-空穴对的复合速率，增强其对可见光的吸收范围是提高光电化学分析性能的关键。

在传统的免疫传感器中常用的识别元素是抗体，其通常是由细胞株或动物产生，获取过程复杂且成本高，另外其稳定性较差，易受高温、酸碱条件的影响，这些固有的缺陷极大地限制了其广泛的应用。因此急需寻求新型有效的分子识别元素。另外，癌胚抗原在人类血清的含量较低，发展有效的信号放大方式，提高其分析检测的灵敏度，对于临床癌症的分析诊断具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是在掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃上生长三维分层结构的氧化锌纳米棒-纳米片，在其表面负载大量的锰掺杂的硫化镉量子点，其中掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃简写为FTO，分层结构的氧化锌纳米棒-纳米片简写ZnO NRs-NSs，锰掺杂的硫化镉量子点简写为CdS:Mn，利用适配体作为癌胚抗原的识别元素，5′端标记有碲化镉/硒化镉核壳量子点的DNA探针通过与修饰在电极表面的适配体杂交被捕获到电极表面，其中碲化镉/硒化镉核壳量子点简写为CdTe@CdSe，形成ZnO NRs-NSs/CdS:Mn/CdTe@CdSe双重敏化结构，实现最初的光电流信号放大；癌胚抗原通过特异性识别适配体，使5′端标记有CdTe@CdSe 的DNA探针解杂交而脱离电极表面，导致CdTe@CdSe敏化作用消失，降低光电流信号，另外癌胚抗原与适配体形成的生物复合物具有大的空间位阻效应，进一步降低光电流信号，基于上述信号放大方式实现对癌胚抗原的灵敏检测。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下措施来实现的：

（1）制备ZnO NRs-NSs/FTO电极；

（2）合成CdS:Mn：将0.5-0.8 mmol 硝酸镉和0.04-0.07 mmol醋酸锰溶于50 mL二次水中，在磁力搅拌下加热到70 ℃后，加入10 mL新配制的浓度为0.03-0.06 M的硫化钠溶液，继续在70 ℃下加热回流2-5 h，将获得的沉淀分别用乙醇和二次水各洗涤3次，然后将其溶于二次水中，收集黄色的上层清液获得CdS:Mn；

（3）制备CdTe@CdSe；