CN102944595A - 基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用，解决了现有电化学检测癌细胞技术引入外界物质损伤细胞、影响检测结果的问题，该电极是通过将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，室温下活化0.5-2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应0.5-2小时，共价交联叶酸分子后，用超纯水冲洗电极表面而制得的。本发明制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极用于检测癌细胞灵敏度高，具有良好的选择性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用，属于生物分析领域。
背景技术
癌症是一种严重危害人类健康的疾病。据世界卫生组织统计，当今世界每隔6秒就有一个生命被癌症夺去，使人们谈癌色变。癌症的早期及时诊断和治疗为癌症的治愈提供了很大机会。现有的癌症检测方法有荧光成像，磁共振成像，计算机层析成像，X射线摄影和超声技术，但是这些技术不仅成本高、耗时长、检测环境苛刻，而且伴有一定程度的放射性风险，因而，开发一种简单快速、低成本、高灵敏的检测方法对于癌症早期诊断具有重要的意义。
电化学检测方法由于具有高灵敏度、操作简单快速、低成本、低能耗等优点，在细胞传感器方面引起了广泛的研究。电化学细胞传感器的制备一般基于监测传感界面的电流或阻抗的信号变化，这些信号变化与细胞的生理状态，例如细胞活性、增殖和凋亡以及细胞数量直接相关，从而实现对细胞数量和生理状态的检测。基于细胞本身带有负电性，通过构建正电的电化学传感界面，利用静电吸附实现细胞的固定和检测。然而这种基于静电作用只能实现细胞的非特异性固定，多数应用于细胞的生理状态监测，以及药物筛选方面的研究，并不能够满足细胞选择性检测的需求。
靶向结合技术的发展实现了细胞传感器的特异性识别。例如， (Electrochimica Acta ,61, 2012, 179-184)文献公开了基于叶酸功能化的金纳米粒子修饰电极检测癌细胞的方法：是利用在电极表面修饰的金纳米粒子上修饰具有选择性识别癌细胞的功能性分子叶酸分子(FA)，电解质溶液中加入游离的的氧化还原探针铁氰化钾和亚铁氰化钾，用于提供电化学检测信号，基于叶酸分子对癌细胞的特异性结合，从而影响电化学信号的变化实现癌细胞的选择性检测。但是，该方法中引入的外部电化学探针铁氰化钾、亚铁氰化钾在生理环境下很容易发生变质，有损细胞和组织的活性，影响检测结果。
发明内容
为解决现有癌细胞检测过程中引入外部化学物质对细胞产生损坏而影响检测结果的技术问题，本发明提供一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用。
本发明提供基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)制备金纳米粒子修饰的电极；
(2)将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，活化0.5-2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应0.5-2小时，共价交联叶酸分子，取出，用水冲洗电极表面，制得基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
优选的是，所述的巯基脂肪酸为含8-16个碳原子的巯基脂肪酸，尤其优选8-巯基辛酸，9-巯基壬酸，10-巯基癸酸，11-巯基十一酸，12-巯基十二酸，13-巯基十三酸，14-巯基十四酸，15-巯基十五酸或者16-巯基十六酸。
优选的是，所述的二茂铁基烷基硫醇为含6-11个碳原子的二茂铁基烷基硫醇，尤其优选6-二茂铁基己硫醇，7-二茂铁基庚硫醇，8-二茂铁基辛硫醇，9-二茂铁基壬硫醇，10-二茂铁基癸硫醇或者11-二茂铁基十一硫醇。
优选的是，所述的巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液由巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇按质量比5-10溶于乙醇溶液中制得。
优选的是，所述的巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，巯基脂肪酸的浓度为1.0-10 mmol/L，二茂铁基烷基硫醇的浓度为1.0-10 mmol/L。
优选的是，所述的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液由1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺按物质的量比1-5溶于水中制得。
优选的是，所述的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为10-75 mmol/L，N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为10-75 mmol/L。
优选的是，所述的叶酸水溶液的浓度为50-150 mmol/L。
本发明还提供由上述方法制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
本发明还提供基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，包括以下步骤：
(1)将基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极与对电极和参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测癌细胞。
优选的是，所述的电解质溶液为NaClO4溶液或者KClO4溶液，浓度为0.05-0.2 mol/L。
优选的是，所述差分脉冲伏安法，测试参数为：调整时间为50 ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
本发明的有益效果为：
(1)本发明在电极表面修饰的金纳米粒子上同时修饰具有选择性识别癌细胞的功能性叶酸分子(FA)和能够产生电化学信号的氧化还原型探针分子二茂铁基烷基硫醇，基于叶酸分子对癌细胞表面过表达的叶酸受体(FR)的特异性识别，细胞传感界面能够选择性结合癌细胞，固定在界面上的癌细胞对内部的探针分子电化学反应产生抑制，引起电化学信号的降低，实现对癌细胞的选择性检测；
(2)本发明的纳米尺度的三维金纳米粒子具有很大的比表面积，能够结合更多的氧化还原探针分子二茂铁基烷基硫醇，金纳米粒子良好的导电性促进了表面固定的探针分子与底部电极间的电子转移反应，探针分子的固定化避免了外部化学探针的引入对细胞活性的影响，且纳米粒子用于探针的固定化平台可以实现更多探针固定到电极表面，提高了检测灵敏度，实现信号放大的效果，可应用于癌细胞的早期检测；
(3)本发明的癌细胞检测采用差分脉冲伏安法(DPV)，在一分钟以内即可完成电化学测试，快速的检测能够减少长时间电场效应降低细胞活性的风险，从而进一步提高了检测灵敏度；
(4)本发明所述一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极用于 电化学检测癌细胞具有良好的稳定性，经过多次循环伏安扫描还能够保持原有的信号强度。
附图说明
图1为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作电极和对比例1中Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极的循环伏安图；
图2为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在不同扫速下的循环伏安图；
图3为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极不同扫速下的峰电流与扫速的线性关系；
图4为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在电解质溶液中连续电位扫描的循环伏安图；
图5为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在浸入食盐水前后的循环伏安图；
图6为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在相同浓度人宫颈癌细胞溶液中孵育不同时间后的DPV响应峰电流；
图7为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在不同浓度人宫颈癌细胞溶液中孵育后的DPV响应曲线；
图8为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极的DPV归一化电流与人宫颈癌细胞浓度对数值的线性关系曲线；
图9为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极与人胚肾细胞溶液作用前和作用后的DPV响应曲线；
图10为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极对混有人胚肾细胞的不同浓度的人宫颈癌细胞溶液的DPV归一化电流与人宫颈癌细胞浓度对数值的线性关系曲线；
图11为本发明基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备及应用的过程图。
具体实施方式
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)制备金纳米粒子修饰的电极；
(2)将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸的浓度为1.0-10 mmol/L和二茂铁基烷基硫醇的浓度1.0-10 mmol/L的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为10-75 mmol/L和N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为10-75 mmol/L的混合溶液中，室温下活化0.5-2小时后，然后浸入到浓度为50-150 mmol/L的叶酸水溶液中，反应0.5-2小时，共价交联叶酸分子，取出，用超纯水冲洗电极表面，制得基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
优选的是，所述的巯基脂肪酸为含8-16个碳原子的巯基脂肪酸，巯基位于脂肪酸的端基或非端基都可以，位于端基效果更好，所以本发明尤其优选8-巯基辛酸，9-巯基壬酸，10-巯基癸酸，11-巯基十一酸，12-巯基十二酸，13-巯基十三酸，14-巯基十四酸，15-巯基十五酸或者16-巯基十六酸。
优选的是，所述的二茂铁基烷基硫醇为含6-11个碳原子的二茂铁基烷基硫醇，二茂铁基位于端基或非端基都可以，位于端基效果更好，所以本发明尤其优选6-二茂铁基己硫醇，7-二茂铁基庚硫醇，8-二茂铁基辛硫醇，9-二茂铁基壬硫醇，10-二茂铁基癸硫醇或者11-二茂铁基十一硫醇。
优选的是，所述的巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液由巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇按质量比5-10溶于乙醇溶液中制得。
优选的是，所述的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液由1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺按物质的量比1-5溶于水中制得。
所述的制备金纳米粒子修饰的电极的过程为现有技术，本发明提供一种制备方法：以金球电极为基础电极，经氢焰煅烧清洁后，浸入到浓度为1.0-10 mmol/L的二硫醇溶液中，室温下组装1-4小时后，取出，用大量的乙醇和超纯水冲洗电极表面，然后浸入到浓度为0.5-5 nmol/L的金胶体溶液中，室温下组装1-3 小时，取出，用超纯水冲洗电极表面，得到金纳米粒子修饰的电极；
所述金胶体溶液中，金纳米粒子的粒径优选为10-50 nm；
所述二硫醇溶液优选由二硫醇溶于乙醇中制得；
所述的二硫醇优选为1,6-二巯基己烷。
本发明还提供由上述方法制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，包括以下步骤：
(1)将基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极与对电极和参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测癌细胞。
所述的癌细胞可以为任何叶酸过表达的癌细胞，本发明实施例提供检测人宫颈癌细胞(HeLa细胞)、胰腺癌细胞(CFPAc-1)和白血病细胞(HL-60)，但本发明并不局限于此。
优选的是，所述的电解质溶液为NaClO4溶液或者KClO4溶液，浓度为0.05-0.2mol/L。
优选的是，所述差分脉冲伏安法，测试参数为：调整时间为50 ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备及应用的过程如图11所示。
首先，在金电极表面组装二硫醇分子，得到巯基终端的修饰电极，金纳米粒子可以通过Au-S键作用结合到金电极表面，然后在金纳米粒子表面通过Au-S键作用组装巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇，带有羧基功能团的巯基脂肪酸可以通过共价交联的方式结合上叶酸分子，叶酸受体在癌细胞膜表面表现出过表达的特征，叶酸分子对癌细胞表面过表达的叶酸受体具有特异识别性，而表面固定的二茂铁作为氧化还原型电化学探针产生电流信号实现对细胞的检测，基于叶酸分子对叶酸受体的高度亲和性，叶酸分子功能化的细胞传感器能够特异 性识别癌细胞。
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极检测癌细胞的机理，表面限定的二茂铁在支持电解质中的氧化还原过程如下：
–Fc + Xs-→ –Fc+X-+ e-+溶剂分子
其中，–Fc 和 –Fc+分别代表二茂铁基团的还原态和氧化态，Xs-代表电解质溶液中溶剂化的阴离子，–Fc+X-是由二茂铁阳离子和电解质中的阴离子结合形成的离子对。
表面限定的二茂铁氧化还原过程主要包括两个过程：一个是二茂铁与底部电极之间发生的电子转移，而另一个则为电解质溶液的溶剂化阴离子与二茂铁之间的转移过程；细胞由于具有较大的尺度和较高的电阻(102-105 Ω)，因而可以当做一种电绝缘材料，一旦细胞被传感器界面捕获，吸附在界面上的细胞将会一定程度上致使传感界面绝缘于电解质溶液，这将会阻碍二茂铁电化学反应过程中的溶剂化阴离子与二茂铁分子之间的转移过程，从而降低二茂铁电化学反应的响应电流，电流响应直接与捕获的细胞数量有关，越多的细胞被捕获，电流降低越明显。
为使本领域技术人员进一步理解本发明，下面结合对比例和实施例及附图进一步说明本发明。
对比例1
将金球电极浸入到16-巯基十六酸(MHDA)为8.0 mmol/L和6-二茂铁基己硫醇(HT-Fc)为1.6 mmol/L的混合溶液中，组装6小时，制备一个MHDA和HT-Fc修饰的金球电极，记为Au/(MHDA-HT-Fc)。
将Au/(MHDA-HT-Fc)组装成工作电极，进行循环伏安检测。
实施例1
结合图1-10说明实施例1
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法：
(1)以金球电极为基础电极，经氢焰煅烧清洁后，将金球电极浸入到1.0 mmol/L的1,6-二巯基己烷溶液中，室温下组装4小时，取出用大量的乙醇和超纯水冲洗电极表面，将所得电极浸入到浓度为4 nmol/L，粒径为13 nm的金胶 体溶液中，室温下组装1个小时，取出用纯水冲洗电极表面，得到金纳米粒子修饰的电极；
(2)将得到的金纳米粒子修饰的电极浸入到16-巯基十六酸(MHDA)的浓度为8.0 mmol/L和6-二茂铁基己硫醇(HT-Fc)的浓度为1.6 mmol/L的混合溶液中，组装6小时，记为Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)；将电极Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为75 mmol/L和N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为15 mmol/L的混合溶液中，室温下活化1小时后，将所得修饰电极浸入到浓度为150 mmol/L的叶酸水溶液中反应1小时，用超纯水冲洗电极表面，制得基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极，记为Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA。
将Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)和Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA组装成工作电极，进行性能检测。
图1为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作电极和对比例1中Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极在0.1 mol/L的NaClO4支持电解质溶液中的循环伏安图，扫速为80 mV/s；曲线a代表Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作电极，曲线b代表Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极；从图中可以看出，循环伏安曲线a存在一对电位为0.37 V的氧化还原峰，这表明HT-Fc中–Fc的还原态与Fc+氧化态之间的转化，对于Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极而言，HT-Fc直接连在金球电极表面，–Fc与底部金电极的距离与传感器上的相比更近，但是Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极的循环伏安曲线中的电流响应明显要小于Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作电极，说明本发明的Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA具有良好的信号放大作用。
图2为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在不同扫速下的循环伏安图，扫速a，b，c，d，e，f，g，h分别代表：20，50，80，100，200，300，400，500 mV/s；从图2可以看出，随着电位扫速的增加，氧化还原峰的峰峰电位差并没有发生明显的变化，峰峰电位差在50 mV/s扫速下为20 mV，当扫速增加到500 mV时，峰峰电位差略增加到32 mV，表明金纳米粒子起到了良好的促进电子转移的作用。
图3为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极不同扫速下的峰电流与扫速的线性关系，从图3可以看出，当CV扫速在20-500 mV/s之间变化时，Fc的峰电流随着扫速的增加而线性增加，表明Fc在电极表面的电化学行为是表面控制的过程。
图4为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在0.1 mol/L的NaClO4支持电解质溶液中连续电位扫描20圈的循环伏安图，扫速为100 mV/s；
图5为本发明实施例1中Au/HDT/Au NPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在浸入0.9% NaCl溶液前后在0.1 mol/L的NaClO4支持电解质溶液中的循环伏安图，扫速100 mV/s，曲线a为Au/HDT/Au NPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极浸入0.9% NaCl溶液之前的循环伏安图，曲线b为Au/HDT/Au NPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在浸入0.9% NaCl溶液中1小时之后取出后测定的循环伏安图；
从图4和图5中可以看出，在上述两个过程中，电流均未发生明显的变化，证明本发明的Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA具有较好的稳定性。
图6为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在10 4 cells/mL 的人宫颈癌细胞溶液中孵育不同时间后，在0.1 mol/LNaClO4支持电解质溶液中的DPV响应峰电流，孵育时间分别为：0, 5, 10, 15, 20, 30 min；从图6可以看出，电流响应信号在开始的5分钟孵育时间内显著降低，在孵育10-30分钟的时间达到一个稳定的平台，说明孵育时间10分钟已可用于检测。
图7为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA 工作电极在不同浓度人宫颈癌细胞溶液中孵育后的DPV响应曲线，支持电解质为0.1 mol/L NaClO4溶液，a，b，c，d，e，f，g分别代表细胞浓度为：0, 10, 102, 103, 104, 105, 106 cells/mL；从图7可以看出，随着人宫颈癌细胞浓度的增大，DPV峰电流响应逐渐降低，检测范围最低可以达到10 cells/mL。
图8为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极的归一化电流与人宫颈癌细胞浓度对数值的线性关系曲线，所述的归一化电流为DPV电流响应的比值：(Iblank-IHeLa)/(Iblank-I10 6 HeLa)，其中Iblank和IHeLa分别代表细胞 传感器在一定浓度的细胞悬浊液中孵育前后的DPV峰电流响应，I10 6 HeLa代表传感器在浓度为106 cells/mL的细胞悬浊液中孵育后的DPV峰电流响应；从图8可以看出，在细胞浓度10-106cells/mL范围里，(Iblank-IHeLa)/(Iblank-I10 6 HeLa) 的比值与细胞浓度的对数之间展现了很好的线性关系，表明制备的传感器在较宽的浓度范围内(10-106 cells/mL)对人宫颈癌细胞具有一个很好的检测效果和一个非常低的检测限(10 cells/mL)；较小的误差线(error bar)说明该细胞传感器的制备表现出很好的重现性。
图9为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极与10 4 cells/mL的人胚肾细胞溶液作用前和作用后在0.1 mol/l NaClO 4溶液中的DPV响应曲线，曲线a为Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极与104 cells/mL的人胚肾细胞溶液作用前在0.1 mol/l NaClO 4溶液中的DPV曲线，曲线b为Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极与104 cells/mL的人胚肾细胞溶液作用后在0.1 mol/l NaClO4溶液中的DPV曲线；从图9可以看出，Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极与104 cells/mL的人胚肾细胞溶液作用前和作用后，DPV信号没有明显的变化，然而，104 cells/mL的人宫颈癌细胞可使其DPV信号大幅度减弱，因此，传感界面并不能够结合普通的膜表面叶酸受体匮乏的人胚肾细胞，因而能够很好的分辨癌细胞与普通细胞，实现癌细胞的选择性检测。
图10为本发明实施例1中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极对混有人胚肾细胞(104 cells/mL)的不同浓度人宫颈癌细胞溶液的DPV归一化电流与人宫颈癌细胞浓度对数值的线性关系曲线；从图10可以看出，在人宫颈癌细胞浓度10-106cells/mL范围内，(Iblank-IHeLa)/(Iblank-I10 6 HeLa) 的比值与人宫颈癌细胞浓度的对数呈现出很好的线性关系，表明人胚肾细胞的存在不会对人宫颈癌细胞的检测产生干扰。
实施例2
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法：
(1)以金球电极为基础电极，经氢焰煅烧清洁后，将金球电极浸入到10 mmol/L的1,6-二巯基己烷溶液中，室温下组装1小时，取出用大量的乙醇和超纯水冲洗电极表面，将电极浸入到浓度为1 nmol/L，粒径为50 nm的金胶体溶液中，室温下组装2个小时，取出用纯水冲洗电极表面，得到的金纳米粒子修饰的电极；
(2)将金纳米粒子的修饰电极浸入到14-巯基十四酸的浓度为10 mmol/L和10-二茂铁基癸硫醇的浓度为1.0 mmol/L的混合溶液中组装10小时，将所得电极浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为25 mmol/L 和N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为25 mmol/L的混合溶液中，室温下活化2小时后，将所得修饰电极浸入到浓度为50 mmol/L的叶酸水溶液中反应2小时，用超纯水冲洗电极表面，得到基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
实施例3
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法：
(1)以金球电极为基础电极，经氢焰煅烧清洁后，将金球电极浸入到5 mmol/L的1,6-二巯基己烷溶液中，室温下组装2小时，取出用大量的乙醇和超纯水冲洗电极表面，将电极浸入到浓度为2.5 nmol/L，粒径为25 nm金胶体的溶液中，室温下组装3小时，取出用超纯水冲洗电极表面，得到的金纳米粒子修饰的电极；
(2)将得到的金纳米粒子修饰的电极浸入到8-巯基辛酸的浓度为8.0 mmol/L和6-二茂铁基己硫醇的浓度为1.0 mmol/L的混合溶液中，组装8小时，将电极浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为50 mmol/L和N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为15 mmol/L 的混合溶液中，室温下活化1.5小时后，将所得电极浸入到浓度为100 mmol/L的叶酸水溶液中反应1.5小时，用超纯水冲洗电极表面，得到基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
实施例4
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极检测人宫颈癌细胞(HeLa细胞)的应用：
(1)将实施例1制得的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极和铂片作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在0.1 mol/L的NaClO4电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测人宫颈癌细胞；差分脉冲伏安法的测试参数为：调整时间为50 ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
经测试证明，实施例1制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极电化学检测人宫颈癌细胞(HeLa细胞)，具有高的检测灵敏度，良好的选择性和稳定性。
实施例5
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极检测胰腺癌细胞的应用：
(1)将实施例2制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极和铂片作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在0.05 mol/L的NaClO4电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测胰腺癌细胞；差分脉冲伏安法的测试参数为：调整时间为50ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
经测试证明，实施例2制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极电化学检测胰腺癌细胞(CFPAc-1)，具有高的检测灵敏度，良好的选择性和稳定性。
实施例6
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极检测白血病细胞(HL-60)细胞的应用：
(1)将实施例3制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极和铂片作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在0.2 mol/L的KClO4电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测白血病细胞(HL-60)细胞；差分脉冲伏安法的测试参数为：调整时间为50 ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
经测试证明，实施例3制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极电化学检测白血病细胞(HL-60)，具有高的检测灵敏度，良好的选择性和稳定性。
Claims (10)
1.基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)制备金纳米粒子修饰的电极；
(2)将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，活化0.5-2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应0.5-2小时，共价交联叶酸分子，取出，用水冲洗电极表面，得到基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
2.根据权利要求1所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，所述的巯基脂肪酸为8-巯基辛酸，9-巯基壬酸，10-巯基癸酸，11-巯基十一酸，12-巯基十二酸，13-巯基十三酸，14-巯基十四酸，15-巯基十五酸或者16-巯基十六酸。
3.根据权利要求1所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，所述的二茂铁基烷基硫醇为6-二茂铁基己硫醇，7-二茂铁基庚硫醇，8-二茂铁基辛硫醇，9-二茂铁基壬硫醇，10-二茂铁基癸硫醇或者11-二茂铁基十一硫醇。
4.根据权利要求1所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，所述的巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液是由巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇按质量比5-10溶于乙醇溶液中制得，混合溶液中，巯基脂肪酸的浓度为1.0-10 mmol/L，二茂铁基烷基硫醇的浓度为1.0-10 mmol/L。
5.根据权利要求1所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，所述的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液是由1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺按物质的量比1-5溶于水中制得，混合溶液中，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为10-75 mmol/L，N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为10-75 mmol/L。
6.根据权利要求1所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，所述的叶酸水溶液的浓度为50-150 mmol/L。
7.权利要求1-6任何一项所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
8.权利要求7所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极与对电极和参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；
(2)在电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测癌细胞。
9.根据权利要求8所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，其特征在于，所述的电解质溶液为NaClO4溶液或者KClO4溶液，浓度为0.05-0.2mol/L。
10.根据权利要求8所述的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，其特征在于，所述的差分脉冲伏安法，测试参数为：调整时间为50 ms，间隔时间为0.5 s，调制振幅为50mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0.1-0.7 V。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019012400A1 (en) * | 2017-07-10 | 2019-01-17 | Abdolahad Mohammad | DIAGNOSIS OF METASTATIC CANCER BY DETECTION OF AUTOPHAGIC PH DEPENDENT ACTIVATION IN INVASIVE CANCER CELLS |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110092680A1 (en) * | 2008-04-16 | 2011-04-21 | Postech Academy-Industry Foundation | Method of separating and purifying cellular components using non-covalent bond between cucurbital derivative and guest compound and apparatus using the same |
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2012
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110092680A1 (en) * | 2008-04-16 | 2011-04-21 | Postech Academy-Industry Foundation | Method of separating and purifying cellular components using non-covalent bond between cucurbital derivative and guest compound and apparatus using the same |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HAILONG LI 等: "《Electrochemical current rectifier as a highly sensitive and selective cytosensor for cancer cell detection》", 《CHEM.COMMUN.》, vol. 48, 10 January 2012 (2012-01-10) * |
| JIYANG LIU 等: "《Highly sensitive and selective detection of cancercellwithalabel-free electrochemical cytosensor》", 《BIOSENSORS AND BIOELECTRONICS》, vol. 41, 7 September 2012 (2012-09-07) * |
| LEI LIU 等: "《An electrochemical method to detect folate receptor positive tumor cells》", 《ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS》, vol. 9, no. 10, 2 August 2007 (2007-08-02) * |
| MARCO FRASCONI 等: "《Multifunctional Au Nanoparticle Dendrimer-Based Surface Plasmon Resonance Biosensor and Its Application for Improved Insulin Detection》", 《ANAL.CHEM.》, vol. 82, no. 17, 1 September 2010 (2010-09-01) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019012400A1 (en) * | 2017-07-10 | 2019-01-17 | Abdolahad Mohammad | DIAGNOSIS OF METASTATIC CANCER BY DETECTION OF AUTOPHAGIC PH DEPENDENT ACTIVATION IN INVASIVE CANCER CELLS |
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