[发明专利]一种基于银纳米簇猝灭效应和多重放大技术的电化学发光生物传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种基于银纳米簇双重猝灭效应和多重循环放大技术的电化学发光生物传感器及其制法和应用。本发明的技术方案是通过适体的特异性识别作用，目标ATP与适体结合后打开颈环，暴露出可以与模板DNA结合的序列，在聚合酶和剪切酶的作用下实现多重循环放大反应，生成大量DNA产物链。同时，在DNA模板原位合成的Ag NCs通过循环产物DNA链接到电极上，由于电极上CdS量子点与Ag NCs与之间的ECL共振能量转移以及Ag NCs对电极表面附近的共反应剂的消耗，实现了对电极上ECL信号的双重猝灭，根据ECL信号的变化对ATP进行超灵敏检测。

技术领域：

本发明涉及一种基于银纳米簇双重猝灭效应和多重循环放大技术的电化学发光生物传感器；本发明还涉及所述生物传感器的制备方法及其检测ATP的分析应用。

背景技术：

三磷酸腺苷(ATP)是一种多功能的生物分子，源源不断地为细胞的各项生命活动提供所需要的能量[Knowles J R.Annual Review of Biochemistry,2003,49(1):877-919.]、[Chen J,Liu Y,Ji X,et al.Biosensors&Bioelectronics,2016,83:221-228.]、[Fu P,Sun M,Xu L,et al.Nanoscale,2016,8(32):15008-15015.]。研究证明，ATP可以作为一项生化指标，不同浓度的ATP和心血管疾病，细胞活力和细胞损伤，帕金森病和阿尔茨海默病有着密切的联系[Li X,Peng Y,Chai Y,et al.Chemical Communications,2016,52(18):3673-3676.]、[Lu L,Jing C S,Zhong F G,et al.Biosensors&Bioelectronics,2015,63:14-20.]，开发出灵敏的ATP识别检测方法具有重要的意义。

电致化学发光(ECL)作为一种强大的分析技术，由于其具有高灵敏度，低背景，操作简单和优异的可控性等优点而受到越来越多的关注[Liu Y,Lei J,Huang Y,etal.Analytical Chemistry,2014,86(17):8735-8741.]、[Ma W,Xu L,de Moura A F,etal.Chemical Reviews,2017,117(12):8041-8093.]，并且被应用于多种生物标志物检测中。与此同时，许多具有较强发光性能和良好的电化学稳定性的ECL发光材料也不断被开并被应用于生物传感之中，例如鲁米诺[Xu L,Sun M,Ma W,et al.Materials Today,2016,19:595–606.]、量子点[Rohrbach F, F,Fichte M A H,et al.Angewandte ChemieInternational Edition,2013,52(45):11912-11915.]、钌及其衍生物[Deng C,Chen J,Nie L,et al.Analytical Chemistry,2009,81(24):9972-9978.]等。特别是量子点材料，因其较好的生物相容性备受青睐[Rohrbach F, F,Fichte M A H,etal.Angewandte Chemie International Edition,2013,52(45):11912-11915.]。

自从2009年CdS:Mn和银纳米簇在近距离发生ECL共振能量转移[Liu J,Cao Z,LuY.Chemical Reviews,2009,109(5):1948-1998.]，基于ECL共振能量转移的猝灭效应已经证明是一种有效的提高生物传感的方法，比如CdS:Mn激发CdTe NCs[Feng C,Dai S,WangL.Biosensors&Bioelectronics,2014,59:64-74.]，CdS NCs-Ru(bpy)₃²⁺[Zhao W W,Xu JJ,Chen H Y.Trac Trends in Analytical Chemistry,2016,82:307-315.]，通过对距离的控制也可以实现对ECL信号的增强。