[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

摘要

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。

主权项

1.一种检测癌胚抗原的光电化学免疫传感器的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）在掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃表面生长分层结构的氧化锌纳米棒‑纳米片，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，制备ZnO NRs‑NSs/FTO电极；（2）合成锰掺杂的硫化镉量子点：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锰掺杂的硫化镉量子点，其中锰掺杂的硫化镉量子点简写为CdS:Mn；（3）制备碲化镉/硒化镉核壳量子点，其简写为CdTe@CdSe；（4）标记CdTe@CdSe在DNA探针上，取1 mL由步骤（3）中获得的CdTe@CdSe和浓度为10 mM的1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐及浓度为20 mM 的N‑羟基琥珀酰亚胺组成的混合液加入到1 mL含有DNA探针的pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，所用的DNA探针浓度为10 nmol，其5′端带有氨基，在37℃下振荡反应2 h后，静置12 h，利用微孔管除去未反应的DNA探针，最后将获得的标记有CdTe@CdSe的DNA探针重新分散在1 mL pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中，其中磷酸盐缓冲溶液简写为PBS，1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐简写为EDC，N‑羟基琥珀酰亚胺简写为NHS，标记有CdTe@CdSe的DNA探针简写为CdTe@CdSe‑DNA；（5）癌胚抗原的定量检测：将步骤（1）中获得的ZnO NRs‑NSs/FTO电极浸泡在浓度为2%的3‑氨丙基三乙氧基硅烷的溶液中，孵化1 h，用pH 7.4 PBS洗涤后，在其表面滴涂20 μL由步骤（2）中获得的CdS:Mn和浓度为10 mM的EDC及浓度为20 mM 的NHS组成的混合液，在室温下孵化2 h后，用pH 7.4 PBS洗涤除去未反应的试剂，将10 μL浓度为5.0 μM的与癌胚抗原特异性识别的适配体滴涂到电极表面，所用的适配体3′端带有氨基，并在4 ℃下孵化12 h，用pH 7.4 PBS洗涤除去多余的适配体后，继续滴涂20 μL 1 mM 6‑羟基‑1‑己硫醇用于封堵非特异性结合位点，在室温下孵化1 h后，用pH 7.4 PBS洗涤，然后将20 μL步骤（4）中获得的CdTe@CdSe‑DNA滴涂到电极表面并在37 ℃下孵化2 h，CdTe@CdSe‑DNA通过与修饰在电极表面的适配体杂交被捕获到电极表面，用pH 7.4 PBS洗涤除去多余的CdTe@CdSe‑DNA后，滴涂10 μL不同浓度的癌胚抗原，癌胚抗原通过特异性识别修饰在电极表面的适配体，使CdTe@CdSe‑DNA解杂交而脱离电极表面，在37 ℃下孵化2 h后用pH 7.4 PBS洗涤，获得修饰的ZnO NRs‑NSs/FTO电极；在由修饰的ZnO NRs‑NSs/FTO电极、铂对电极和Ag/AgCl参比电极组成的三电极体系中进行光电流信号检测，所用的检测方法为电流‑时间曲线法，电压为0.0 V，激发波长范围为200‑2500 nm，每隔10 s切换一次激发光源开关，所用的检测溶液为5 mL含有0.01 M 过氧化氢的pH 7.4 PBS溶液，且在使用前检测溶液要通氮气除氧15 min，随着癌胚抗原浓度的增加，光电流信号逐渐减少，通过癌胚抗原浓度与光电流信号之间的关系可以实现对癌胚抗原的定量检测。