[发明专利]一种分体式癌胚抗原检测的光电化学传感器的制备方法

说明书

本发明涉及基于了一种基于信号极性转换策略的分体式光电化学传感器，用于检测癌胚抗原。四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉‑DNA₁‑癌胚抗原适体‑DNA₂‑硫铟铜杂微米花化物可以实现对复杂样品中的癌胚抗原高选择性捕获。使用磁分离洗涤，可以有效地去除复杂样品中的共存物质，大大提高了光电化学传感器的选择性、稳定性和可重复性。此外在液相中进行反应和组装，避免了传统在ITO电极上的层层组装、耗时稳定性等缺点。由于癌胚抗原的加入与癌胚抗原适体特异性结合，四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉‑DNA₁‑癌胚抗原适体‑DNA₂‑硫铟铜微米花分解为四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉‑DNA₁和DNA₂‑硫铟铜微米花，磁分离后收集四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉‑DNA₁进行检测，光电流极性发生变化，避免了实际检测样品中的干扰物造成的假阳性或假阴性的检测结果，因而实现对癌胚抗原的高灵敏检测，所制备的传感器实现了对癌胚抗原的高灵敏、高选择性、高稳定性检测。

技术领域

本发明涉及基于一种分体式癌胚抗原检测的光电化学传感器的制备方法。具体是采用四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉-DNA₁-癌胚抗原适体-DNA₂-硫铟铜微米花夹心杂化物作为抗原捕获物质，加入待测抗原之后夹心杂化物分解，制备了一种检测癌胚抗原的分体式光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

癌胚抗原是一组参与细胞粘附的高度相关的糖蛋白，于1965年在人类结肠癌组织提取物中首次发现癌胚抗原通常在产前发育期间在胃肠道组织中产生，但在出生前停止产生。癌胚抗原通常仅以非常低的水平存在于健康成人的血液中。然而，某些类型的癌症血清中的癌胚抗原水平升高，例如胃癌、胰腺癌、结直肠癌、肺癌和乳腺癌，这意味着癌胚抗原可用作临床试验中的肿瘤标志物。已经开发了几种可用的癌胚抗原检测方法，例如酶联免疫吸附试验、荧光免疫测定、电化学发光和电化学分析。但这些方法通常需要复杂且昂贵的光学器件以及精确的图像识别软件，其中，光电化学发光分析因为具有成本低、仪器简单、灵敏度高等优点受到了广泛的关注，因此，考虑到上述所有问题，开发一种灵敏、可靠和低成本的检测方法是非常必要的。

光电化学传感在过去十年中发展迅速，因为它具有经济设备和低背景噪声的固有优势。然而传统的光电化学分析采用在ITO上层层组装光电信标、探针、靶标等，无法避免由此引发的耗时、选择性有限、稳定性差和不可重复性等问题。众所周知无论信号转导是什么，信号开启的生物传感器通常优于信号关闭的生物传感器，因为它们的背景噪声低，假阳性结果的可能性很小。就工作机制而言，光电化学检测通常基于生物识别反应后光电流的变化。但是两者的主要挑战之一在于电极制造效率低和复杂基质中共存物质的干扰。

超顺磁性纳米材料已被证明在生物系统中很有前景，因为它们在移除外加磁场时分散良好。具有超顺磁性行为和高磁化强度，水分散的四氧化三铁胶体纳米粒子最具吸引力，因为它们在生物体中具有良好的生物相容性和稳定性。受此启发此项工作提出了一种独特的分体式信号反转型的传感器，用于检测癌胚抗原，可以克服上述光电化学传感器存在的不足。具体来说，四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉-DNA₁-癌胚抗原适体-DNA₂-硫铟铜微米花夹心杂化物被用作捕获癌胚抗原，这种三明治状结构在液相中很容易形成，并且可以被低丰度的癌胚抗原竞争触发，导致解离。通过在PBS中进一步测量光电流，可以有效地从修饰电极中去除共存物质，从而提高选择性、稳定性和可重复性，磁分离后收集四氧化三铁@二氧化硅@硫化镉-DNA₁进行检测，光电流极性发生变化，避免了实际复杂样品中的氧化或还原干扰物造成的假阳性或假阴性的检测结果。所设计的光电化学适体传感器信号灵敏度高、耗时短且经济，能够检测血清样本中的癌胚抗原。