[发明专利]一种检测降钙素原电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种检测降钙素原电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的制备方法及应用。本发明以多孔纳米阵列BiVO₄/CuS为基底材料并在可见光照射和阳极偏压下来获得电化学催化协助自增强的光电流。基底材料两组分能带匹配良好，有利于电子空穴对的分离；光激发的空穴在阳极偏压下能够氧化水产生H₂O₂，空穴激发的H₂O₂能被CuS催化还原，进一步有效抑制电子空穴对的分离，提高光电流强度。用聚苯乙烯微球作为二抗标记物能显著提高传感器的灵敏度，根据待测降钙素原量不同，导致结合的二抗标记物的量不同，进而导致了对光电流信号响应程度的不同。构建的传感器实现了对降钙素原的灵敏检测，其检测限为17.8 fg/mL。

技术领域

本发明涉及电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的制备方法及应用，具体是采用多孔纳米阵列BiVO₄/CuS作为基底材料，聚苯乙烯微球作为二抗标记物制备了一种灵敏检测降钙素原的自增强光电化学免疫传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。。

背景技术

败血症是指致病菌或条件致病菌侵入血循环，并在血中生长繁殖，产生毒素而发生的急性全身性感染。败血症分为无明显毒血症症状的菌血症和有多发性脓肿的脓毒血症，败血症如果没有迅速控制，导致组织损伤，器官功能障碍甚至死亡。因此，早发现、早治疗对败血症的预防和治疗具有重要意义。

降钙素原是目前诊断败血症的最佳标志物之一，对败血症的早期诊断具有重要意义。目前，对于败血症标志物的检测方法很多，如酶联免疫分析法、电化学发光分析法等，但酶联免疫分析法存在灵敏度低、线性范围窄等方法学限制因素；电化学发光分析法虽然检测线性范围宽，操作简单，但是不易实现全自动化。因此，构建一种快速、简便、灵敏的检测方法具有重要意义。

本发明构建的电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器是基于物质的光电转换来确定待测物浓度的一类检测装置，具有灵敏度高、制备简单、检测快速、成本低等优点，在临床检验、环境监测、食品安全控制、生物监测等领域都有重要的应用价值。而构建电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的关键有三点：其一是电沉积生成的多孔纳米阵列BiVO₄/CuS作为基底能够提供大的比表面积和多的活性反应位点，可以显著提高捕获抗体的固载量，并有效加速电极界面的电子传递速率，进一步提高传感器的信号稳定性和重现性；其二是基底材料的两组分能带匹配良好，有利于电子空穴对的分离；光激发的空穴在阳极偏压下能够氧化水产生H₂O₂，空穴激发的H₂O₂能被CuS还原，进一步有效抑制电子空穴对的分离，提高光电流强度；其三是用聚苯乙烯微球标记二抗构建电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器，能够显著提高对降钙素原的灵敏检测。

发明内容

本发明的目的之一是CuS纳米颗粒通过连续离子层吸附原位生长在多孔纳米阵列BiVO₄上，合成多孔纳米阵列BiVO₄/CuS复合材料，并实现其在光电转换方面上的应用。

本发明的目的之二是以多孔纳米阵列BiVO₄/CuS为基底材料，在可见光照射和偏压下获得电化学催化协助自增强的光电流。

本发明的目的之三是聚苯乙烯微球固定降钙素原检测抗体，构建电化学催化协助自增强的光电化学夹心型免疫传感器。

本发明的目的之四是提供一种灵敏度高、特异性强、检测快速的可用于败血症相关标志物的电化学催化协助自增强光电化学免疫传感器的制备方法，所制备的传感器可用于败血症标志物降钙素原的快速、灵敏检测。

本发明的技术方案如下：

1. 一种检测降钙素原电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：