一种双功能标记光电化学传感器的制备方法及应用

摘要

本发明提供了一种双功能标记光电化学传感器的制备方法及应用，属于纳米功能材料、临床分析、生物传感技术和电化学技术领域。本发明基于TiO₂与羧基间的配位原理制备了TiO₂-CdSe半导体复合物；所制备的TiO₂-CdSe半导体复合物在可见光区显示了显著增强的光电转换效果，其光电流值是单独TiO₂光电流值的10倍，并且TiO₂-CdSe半导体复合物比表面积大、生物相容性好，用于标记CA125的二抗（Ab₂），从而制得TiO₂-CdSe-Ab₂孵化物。与其它电化学或者光致电化学传感器不同的是，由于TiO₂-CdSe半导体复合物既能进行光电转换，又能产生Cd²⁺，因此，TiO₂-CdSe半导体复合物作为二抗标记物的免疫传感器可以采用电化学与光致电化学两种分析技术实现对CA125的快速、灵敏、准确检测。该方法对癌症的早期诊断具有一定的指导意义和应用价值。

主权项

一种双功能标记光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）TiO₂纳米颗粒的制备取6~8 mL钛酸丁酯溶于30 mL乙醇中，充分搅拌均匀，取10 mL超纯水在搅拌下缓慢加入溶液中，室温磁力搅拌反应120 min，将该混合液转移至高压釜中，200 ℃水热反应10~12 h，制得白色固体，离心分离，并用二次水和乙醇分别清洗5次，在80 ℃下真空干燥10~14 h，研磨制得TiO₂纳米颗粒；（2）羧基功能化CdSe量子点的制备将1.0 ~ 1.3 g CdCl₂·2.5H₂O溶于40 mL水中，加入巯基乙酸的混合液，用1 mol/L的NaOH调节pH至9 ~11，搅拌下加入12 mL、0.2 mol/L的NaSeSO₃溶液，将反应物油浴加热至沸腾，回流4 h，最终得到羧基化CdSe量子点溶液；所述巯基乙酸的混合液是由50 ~ 60 mL高纯水和0.84 mL巯基乙酸共混制得；所述0.2 mol/L的NaSeSO₃溶液，取10 mmol Se和12 mmol Na₂SO₃加入50 mL水中，反应3 h，过滤制得；（3）TiO₂‑CdSe‑Ab₂二抗孵化物溶液的制备称取3~5 mg TiO₂分散于4 mL 羧基化CdSe量子点溶液中，超声并搅拌反应10~14 h，待反应完成后，用超纯水离心洗涤3次，制得TiO₂‑CdSe半导体复合物；将TiO₂‑CdSe半导体复合物分散于1 mL水中，用1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺EDC/N‑羟基琥珀酰亚胺NHS交联剂活化复合物表面的羧基，将1 mL、8 ~ 12 μg/mL的CA125二抗Ab₂加入混匀，并于4 ℃恒温震荡器中震荡12 h，用超纯水离心洗涤去掉未结合的Ab₂分子，制得TiO₂‑CdSe‑Ab₂二抗孵化物溶液；（4）双功能标记光电化学传感器的制备1）ITO电极的预处理：将ITO玻璃切割至3 cm × 0.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇以及超纯水超声清洗30 min，最后用氮气吹干玻璃，用绝缘胶带在ITO电极的一端留出0.5 cm × 0.5 cm大小的面积用以修饰生物分子；2）将处理后的ITO电极在浸泡在体积分数为1% ~ 3%的3‑氨丙基三乙氧基硅烷APTES的甲醇溶液中，避光浸泡10 ~ 14 h，用水冲洗电极，以除去未结合的APTES分子；3）取新鲜制备的10 μL金纳米溶胶滴加到电极表面，用于结合CA125一抗分子；4）将6 μL、8~12 μg/mL CA125一抗溶液滴加到电极上，置于4 ℃恒温冰箱中孵化2 h，冲洗电极表面以除去未结合的一抗分子；5）滴涂2 μL、质量分数为0.5% ~ 1.5%的BSA溶液于电极上，置于4 ℃冰箱保存、晾干；6）用超纯水清洗，晾至湿润状态，将6 μL、0.05 pg/mL ~100 ng/mL不同浓度的CA125抗原溶液滴涂于电极表面，使其与CA125一抗之间发生特异性免疫反应并继续孵化2 h，用超纯水冲洗以除去未结合的CA125，晾干；7）取6μL TiO₂‑CdSe‑Ab₂二抗孵化物溶液滴涂于电极表面，孵化2 h后冲洗电极表面，晾干，制得双功能标记光电化学传感器。