CN109507256B - 一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能性纳米材料与适配体传感器技术领域，特别是指一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器及其制备方法和使用方法。所述无标记电化学发光适配体传感器通过将Au/Ag合金附着在g‑C3N4二维纳米片形成Au‑Ag/g‑C3N4纳米复合材料，以Au‑Ag/g‑C3N4纳米复合材料作为基底修饰玻碳电极，然后将癌胚抗原适配体通过Au‑S和Ag‑S共价健与Au‑Ag/g‑C3N4纳米复合材料结合，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。本发明所述的癌胚抗原适配体传感器特异性好、检测范围宽、灵敏度高、检测速度快并可以用于血清实际样品的检测，最低检出限0.32 fg/mL。
Description
技术领域
本发明属于功能性纳米材料与适配体传感器技术领域，特别是指一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器及其制备方法和使用方法。
背景技术
癌胚抗原(CEA)是一种具有人类胚胎抗原特性的酸性糖蛋白，是一种广谱肿瘤标志物，对于恶性肿瘤的鉴别诊断、病情监测、疗效评价等方面有重要的临床价值。常见的检测癌胚抗原的方法有荧光免疫分析法(FIA)、酶联免疫分析法(ELISA)等，但是这些方法存在一些不足，如线性范围窄、生物酶容易失活等。因此，需要发明一种特异性好、检测范围宽、稳定性好、成本低的检测癌胚抗原的方法。
电化学发光(ECL)是指物质在电极上经历了高能量的电子转移后形成激发态，激发态不稳定又迅速回到基态并产生光信号。由于电化学发光灵敏度高、检测迅速、背景噪音低、仪器操作简单等优点被广泛应用于诸多领域。电化学发光适配体传感器由于特异性好、灵敏度高、检测速度快等特点，广泛的应用于生物、食品、环境、免疫等方面的分析。
合金纳米材料的催化性能、光学性能、电子传递性能均优于单金属纳米材料，金和银由于极易形成合金而被广泛的应用。g-C3N4纳米片是一种非金属半导体纳米材料，具有卓越的催化性能、光学性能和电子传递性能，并且是一种新型的、有效的、稳定的电化学发光材料。Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料表面积大、电子传递效率高、容易和多种生物分子结合等优点，可被用作生物适配体传感器的基底材料。
Luminol-H2O2是一种传统的电化学发光体系，Luminol发光效率高、无毒、成本低廉并且化学稳定性好，所以被广泛的应用于电化学发光生物检测。将Au-Ag/g-C3N4合金复合纳米材料运用到该发明中能够增强对癌胚抗原检测的线性范围和灵敏度。
本发明使用Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料做为基底用来增强玻碳电极的导电性和固定癌胚抗原适配体，进一步修饰上癌胚抗原后会猝灭luminol的电化学发光信号，从而实现了对癌胚抗原的特异性检测。本发明构建的无标记电化学发光适配体传感器在检测癌胚抗原时具有特异性好、检测范围宽、稳定性好、成本低等优点。
发明内容
本发明提出一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器及其制备方法和使用方法，Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料做为基底用来增强玻碳电极的导电性和固定癌胚抗原适配体，进一步修饰上癌胚抗原后会猝灭luminol的电化学发光信号，从而实现了对癌胚抗原的特异性检测，本发明构建的无标记电化学发光适配体传感器在检测癌胚抗原的最低检测限为检出限0.32 fg/mL。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器，所述无标记电化学发光适配体传感器通过将Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片形成Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料，以Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料作为基底修饰玻碳电极，然后将癌胚抗原适配体通过Au-S和Ag-S共价健与Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料结合，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。
所述癌胚抗原适配体为巯基适配体、序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’。
所述的检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
向三颈瓶中加入g-C3N4纳米片，经磁力搅拌得到均匀的g-C3N4悬浮液，向g-C3N4悬浮液中加入0.1 M的氯金酸溶液和0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入0.1 mM硼氢化钠和0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流10-20min后，搅拌条件下自然冷却至室温，离心洗涤干燥得Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，然后重新分散在10mL 超纯水中，得Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液。
（2）无标记电化学发光适配体传感器的制备
a. 将直径为2.5-3.5mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
b. 将经步骤a处理的玻碳电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液，并在室温下自然晾干；
c. 将经步骤b处理的玻碳电极浸泡到1-2μM的癌胚抗原适配体溶液中，于4℃条件下过夜培育；
d. 取出经步骤c处理的电极，经0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗后，浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中，培育30min后用0.1 M、pH=7.4的 PBS溶液清洗，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。
所述步骤（1）中每1mg g-C3N4纳米片中加入10-15μL的氯金酸溶液、6-10μL的硝酸银溶液、4-10μL硼氢化钠溶液和45-55 μL 柠檬酸钠溶液。
所述步骤（2）c中癌胚抗原适配体的序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’。
所述的检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的使用方法，步骤为：
1）将无标记电化学发光适配体传感器浸泡于一系列浓度为1 fg、10 fg、100 fg、1pg、10 pg、100 pg、1 ng的癌胚抗原溶液中，37 ℃培育90 min后取出并用0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗，得无标记癌胚抗原电化学发光适配体传感器，保存于4℃冰箱中备用；
2）将步骤1）得到的无标记癌胚抗原电化学发光适配体传感器作为工作电极，用饱和甘汞电极作为参比电极、铂丝电极作为对电极，在0.1 M、pH=7.4的PBS溶液中进行电化学发光检测，根据所得的电化学发光信号强度猝灭值与癌胚抗原的标准溶液之间的关系，绘制工作曲线；
3）以稀释1000倍的待测人体血清代替癌胚抗原的标准溶液，按照步骤1）、2）的操作进行检测，将检测出来的电化学发光信号强度猝灭值带入步骤2）得到的工作曲线，即得到人体血清中癌胚抗原的浓度。
所述步骤2）中0.1 M、pH=7.4的PBS溶液中包含5×10-5 M luminol和5×10-6 M H2O2溶液。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明所述的癌胚抗原适配体传感器特异性好、检测范围宽、灵敏度高、检测速度快并可以用于血清实际样品的检测，最低检出限0.32 fg/mL。
（2）本发明首次采用一步法合成了Au-Ag合金修饰的g-C3N4 纳米片多孔复合材料。一方面，其电催化性能和电子传导性能优良，能够显著增强Luminol-H2O2体系的电化学发光信号；另一方面，其多孔比表面积大且表面富含Au-Ag合金，通过Au-S和Ag-S共价健能够负载大量的巯基适配体5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’，所以能够显著提高传感器检测的线性范围和灵敏度，实现了对癌胚抗原的无标记检测，具有重要的科学意义和应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的形貌图，A为g-C3N4纳米片的TEM图，B为Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的TEM图，C为Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的SEM图。
图2为无标记电化学发光适配体传感器的制备过程图。
图3为玻碳电极在不同修饰阶段的电化学阻抗图。
图4为适配体传感器在金银合金比例不同时的电化学发光强度图。
图5为适配体传感器在不同浓度的g-C3N4时的电化学发光强度图。
图6为适配体传感器在Au-Ag/g-C3N4滴涂量不同时的电化学发光强度图。
图7为适配体传感器在癌胚抗原适配体浓度不同时的电化学发光强度图。
图8为适配体传感器在癌胚抗原培育时间不同时的电化学发光强度图。
图9为适配体传感器在检测癌胚抗原时的电化学发光强度信号图。
图10为适配体传感器检测癌胚抗原时电化学发光信号降低值与癌胚抗原浓度的标准曲线图(插图是传感器检测100 pg癌胚抗原在600 s的稳定性)。
图11为四支修饰电极检测同一浓度癌胚抗原时的电化学发光强度信号图。
图12为传感器选择性测试图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
将20.0 g尿素放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中以15 ℃/min的升温速率升温到550 ℃,并维持该温度反应2 h。自然冷却到室温得到黄色固体，研磨后得g-C3N4纳米片。
在装有回流冷凝管的150 mL三颈瓶中加入5 mg的g-C3N4纳米片，在磁力搅拌下得到均匀g-C3N4悬浮液后加入50 μL 0.1 M的氯金酸溶液和40 μL 0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入20 μL 0.1 mM硼氢化钠和250 μL 0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流15 min后，搅拌下自然冷却至室温，离心洗涤干燥得Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，然后重新分散在10mL 超纯水中，得Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液。所述的Au/Ag合金是40nm左右的球形颗粒，Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片上。
（2）无标记电化学发光适配体传感器的制备
a. 将直径为2.5-3.5mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
b. 将经步骤a处理的玻碳电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液，并在室温下自然晾干；
c. 将经步骤b处理的玻碳电极浸泡到1-2μM的癌胚抗原适配体溶液中，于4℃条件下过夜培育，癌胚抗原适配体的序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’；
d. 取出经步骤c处理的电极，经0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗后，浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中，培育30min后用0.1 M、pH=7.4的 PBS溶液清洗，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。
实施例2
一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
将20.0 g尿素放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中以15 ℃/min的升温速率升温到550 ℃,并维持该温度反应2 h。自然冷却到室温得到黄色固体，研磨后得g-C3N4纳米片。
在装有回流冷凝管的150 mL三颈瓶中加入5 mg的g-C3N4纳米片，在磁力搅拌下得到均匀g-C3N4悬浮液后加入75 μL 0.1 M的氯金酸溶液和50 μL 0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入50 μL 0.1 mM硼氢化钠和225 μL 0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流15 min后，搅拌下自然冷却至室温，离心洗涤干燥得Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，然后重新分散在10mL 超纯水中，得Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液。所述的Au/Ag合金是40nm左右的球形颗粒，Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片上。
（2）无标记电化学发光适配体传感器的制备
a. 将直径为2.5-3.5mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
b. 将经步骤a处理的玻碳电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液，并在室温下自然晾干；
c. 将经步骤b处理的玻碳电极浸泡到1-2μM的癌胚抗原适配体溶液中，于4℃条件下过夜培育，癌胚抗原适配体的序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’；
d. 取出经步骤c处理的电极，经0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗后，浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中，培育30min后用0.1 M、pH=7.4的 PBS溶液清洗，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。
实施例3
一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
将20.0 g尿素放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中以15 ℃/min的升温速率升温到550 ℃,并维持该温度反应2 h。自然冷却到室温得到黄色固体，研磨后得g-C3N4纳米片。
在装有回流冷凝管的150 mL三颈瓶中加入5 mg的g-C3N4纳米片，在磁力搅拌下得到均匀g-C3N4悬浮液后加入60 μL 0.1 M的氯金酸溶液和30 μL 0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入32 μL 0.1 mM硼氢化钠和275 μL 0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流15 min后，搅拌下自然冷却至室温，离心洗涤干燥得Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，然后重新分散在10mL 超纯水中，得Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液。所述的Au/Ag合金是40nm左右的球形颗粒，Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片上。
（2）无标记电化学发光适配体传感器的制备
a. 将直径为2.5-3.5mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
b. 将经步骤a处理的玻碳电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液，并在室温下自然晾干；
c. 将经步骤b处理的玻碳电极浸泡到1-2μM的癌胚抗原适配体溶液中，于4℃条件下过夜培育，癌胚抗原适配体的序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’；
d. 取出经步骤c处理的电极，经0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗后，浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中，培育30min后用0.1 M、pH=7.4的 PBS溶液清洗，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器。
实施例4
一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
将20.0 g尿素放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中以15 ℃/min的升温速率升温到550 ℃,并维持该温度反应2 h。自然冷却到室温得到黄色固体，研磨后得g-C3N4纳米片。
在装有回流冷凝管的150 mL三颈瓶中加入5 mg的g-C3N4纳米片，在磁力搅拌下得到均匀g-C3N4悬浮液后加入60 μL 0.1 M的氯金酸溶液和40 μL 0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入32 μL 0.1 mM硼氢化钠和250 μL 0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流15 min后，搅拌下自然冷却至室温。所述的Au/Ag合金是40 nm左右的球形颗粒，Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片上。
本发明合成的Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料的形貌如图1所示。图1A 显示合成复合材料所用的g-C3N4 为薄层、表面多皱纳米片；图1B显示复合材料表面的Au-Ag合金纳米颗粒粒径约为3-5纳米，均匀地分散在g-C3N4 纳米表面；图1C显示该复合材料为多孔材料，其比表面积大，具有优良的电子传递性能和生物相容性。利用Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料作为基底修饰电极，一方面，Au-Ag合金的电催化性能和电子传导性能优良，能够显著增强Luminol-H2O2体系的电化学发光信号；另一方面，其比表面积大且表面富含Au-Ag合金，通过Au-S和Ag-S共价健能够负载大量的巯基适配体5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’。
（2）癌胚抗原传感器构建过程如图2所示，由于适配体与癌胚抗原之间的特异性结合，当适配体修饰电极在待测液中孵化一段时间后，电极上会进一步结合上癌胚抗原。当癌胚抗原结合到电极上以后，由于传质动力学，无标记电化学发光适配体传感器的构建
1） 将直径为3 mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，并在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
2） 将1）制备的电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，室温下自然晾干；
3） 将2）制备的电极浸泡到1.5 μM的癌胚抗原适配体溶液中，并在4 ℃条件下过夜培育；
4） 将3）所得的电极取出用0.1 M PBS (pH=7.4)清洗后浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中30 min；
5） 将4）所得到的电极取出用0.1 M PBS (pH=7.4)清洗，浸泡到一系列浓度的癌胚抗原中，37 ℃培育90 min后取出用0.1 M PBS (pH=7.4)清洗，并将所制备的无标记电化学发光适配体传感器保存在4 ℃的冰箱中。会猝灭溶液介质中的鲁米诺在电极上发生氧化还原反应产生光信号，且癌胚抗原浓度越大，对鲁米诺电化学发光强度的淬灭作用越明显，由此可以实现对癌胚抗原的特异性检测。
二、无标记电化学发光癌胚抗原适配体传感器用于癌胚抗原检测，步骤如下：
（1）用饱和甘汞电极作为参比电极、铂丝电极作为对电极，与1过程制备的工作电极组成三电极体系，连接到电化学发光设备上：在电解槽中加入0.1 M PBS (pH=7.4)包含5×10-5 M luminol和5×10-6 M H2O2溶液；用循环伏安法对组装的工作电极施加电压；根据所得的电化学发光信号淬灭值与癌胚抗原标准溶液之间的关系，绘制工作曲线；
（2）将稀释1000倍的待测人体血清代替癌胚抗原的标准溶液，按照所述的癌胚抗原的工作曲线的绘制方法进行检测，并向人体血清中通过加入癌胚抗原的标准溶液来测试所制备的适配体传感器的可行性。
生物传感器的性能检测
1） 电化学阻抗检测
本实验采用电化学阻抗测试表征电极的制备过程，不同制备阶段的传感界面在5mM的[Fe(CN)6]3-/4-溶液中测试，如图3所示。裸玻碳电极(曲线a)的阻抗值很小，说明电子在电极表面的传递没有阻碍。电极上修饰上Au-Ag/g-C3N4 (曲线b)复合材料后，阻抗值减小，说明Au-Ag/g-C3N4复合材料能够增强电极的导电性，加快了电子在电极表面的传递速率。当修饰上癌胚抗原适配体(曲线c)后阻抗值增加，这是因为带有巯基端的适配体通过Ag-S键或Au-S键的作用结合到了电极上，阻碍了电子在电极表面的传递。修饰上2-巯基乙醇(曲线d)后，阻抗值增加，说明了上2-巯基乙醇成功的修饰到了电极上。癌胚抗原(曲线e)修饰后，阻抗值进一步增加，这是因为癌胚抗原的空间位阻比较大，阻碍了电子的传递过程。阻抗图可以表明适配体传感器的成功构建。
2） 金银合金比例对电化学发光强度的影响
图4展示了金银合金比例对电化学发光强度的影响。从图4可以看出，当合金中金的摩尔浓度为60%时，电化学发光强度是最强的。
3） g-C3N4浓度对电化学发光强度的影响
图5展示了g-C3N4浓度对电化学发光强度的影响。从图5可以看出，当g-C3N4浓度为0.1mg/mL的时候，电化学发光强度最强。
4）Au-Ag/g-C3N4复合材料滴涂量对电化学发光信号的影响
图6展示了Au-Ag/g-C3N4复合材料滴涂量对电化学发光信号的影响。在金银合金最佳比例和g-C3N4最佳浓度条件下合成Au-Ag/g-C3N4复合材料，当复合材料的滴涂量为2 μL时电化学发光强度最佳。
5）癌胚抗原适配体浓度的优化
图7展示了癌胚抗原适配体浓度对电化学发光的影响。适配体修饰上后由于空间位阻的作用会降低体系的电化学发光信号，当癌胚抗原适配体浓度大于1.5 μM时，降低的电化学发光信号值趋于稳定。
6）癌胚抗原培育时间的优化
图8展示了癌胚抗原培育时间对电化学发光强度的影响。37 ℃条件下培育癌胚抗原，当培育时间达到90 min后，电化学发光降低的强度趋于稳定。
7）标准曲线的绘制
检测本发明的适配体传感器在不同浓度癌胚抗原中电化学发光信号，绘制猝灭的电化学发光强度值与癌胚抗原浓度的标准曲线图，具体检测步骤如下：
(1) 将传感器浸入一系列浓度(1 fg,10 fg,100 fg,1 pg,10 pg,100 pg,1 ng)的癌胚抗原中，培育90 min后，用0.1 M PBS (pH=7.4)缓冲溶液清洗电极。
(2) 用饱和甘汞电极作为参比电极、铂丝电极作为对电极与制备的工作电极组成三电极体系，连接到电化学发光设备上：在电解槽中加入0.1 M PBS (pH=7.4)包含5×10-5 M luminol和5×10-6 M H2O2溶液中进行电化学发光检测，（循环伏安扫描的电压范围为0~0.8 V，扫速是100 mV/s，光电倍增光高压是800 V）。
在最优条件下，测试制备的一系列浓度的癌胚抗原传感器，建立响应信号降低值ΔI与癌胚抗原浓度的关系曲线。图9是癌胚抗原浓度及所对应的电化学发光响应信号，图10是癌胚抗原浓度与ΔI之间的线性相关关系图(插图是传感器检测100 pg癌胚抗原在600s内的稳定性)，线性回归方程为ΔI=416.3+67.6xCCEA，线性相关关系为R2=0.992，检出限0.32 fg/mL(3δ)。
8) 重现性测试
图11是用四支不同的玻碳电极检测100 pg的癌胚抗原，从结果可以看出，四支电极之间的相对标准偏差为3.75%，说明所制备的电极具有良好的重现性。
9) 选择性测试
为测试传感器的选择性，选择了几种不同的蛋白质(牛血清蛋白、凝血酶、溶菌酶、胰蛋白酶)进行了干扰测试实验。如图12所示，1 ng/mL的癌胚抗原对电化学发光强度有一定的猝灭作用，而1 ng/mL的牛血清蛋白、凝血酶、溶菌酶、胰蛋白酶对电化学发光强度猝灭效果不明显；五种物质混合在一起，浓度均为1 ng/mL，对电化学发光强度的猝灭效果与癌胚抗原的猝灭效果几乎是一样的。所以本发明所制备的适配体传感器具有良好的选择性。
应用例
为了测试制备的传感器的可行性，用该传感器测试从医院获得的已知浓度的人血清。准确移取人血清样品(稀释1000倍)，加入一定浓度的癌胚抗原标准溶液，以未加入癌胚抗原的人血清为空白，进行加标回收实验，测定样品中癌胚抗原的回收率，检测结果见表1。
表中的原始浓度是医院通过电化学方法检测的结果。从表1结果可知，相对标准偏差(RSD)小于0.61%，平均回收率为93.2~114.6%，表明本发明可用于人血清中癌胚抗原的检测，方法的特异性强、线性范围宽、结果准确可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料的制备
向三颈瓶中加入g-C3N4纳米片，经磁力搅拌得到均匀的g-C3N4悬浮液，向g-C3N4悬浮液中加入0.1 M的氯金酸溶液和0.1 M 的硝酸银溶液，加热至沸腾后迅速加入0.1 mM硼氢化钠和0.5 mM柠檬酸钠的混合溶液，继续加热回流10-20min后，搅拌条件下自然冷却至室温，离心洗涤干燥得Au-Ag/g-C3N4纳米复合材料，然后重新分散在10mL超纯水中，得Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液；
（2）无标记电化学发光适配体传感器的制备
a. 将直径为2.5-3.5mm的玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 μm的三氧化二铝抛光粉处理，将电极表面打磨成镜面，在乙醇和纯水中依次清洗并在红外灯下烤干；
b. 将经步骤a处理的玻碳电极表面滴加2 μL的Au-Ag/g-C3N4复合纳米材料溶液，并在室温下自然晾干；
c. 将经步骤b处理的玻碳电极浸泡到1-2μM的癌胚抗原适配体溶液中，于4℃条件下过夜培育；
d. 取出经步骤c处理的电极，经0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗后，浸泡在0.1 mM的2-巯基乙醇中，培育30min后用0.1 M、pH=7.4的 PBS溶液清洗，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器；
所述无标记电化学发光适配体传感器通过将Au/Ag合金附着在g-C3N4二维纳米片上形成Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料，以Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料作为基底修饰玻碳电极，然后将癌胚抗原适配体通过Au-S和Ag-S共价健与Au-Ag/g-C3N4 纳米复合材料结合，即得检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器；
所述癌胚抗原适配体为巯基适配体、序列为5’-SH-AGGGGGAAGGGATACCC-3’。
2.如权利要求1所述的检测癌胚抗原的无标记电化学发光适配体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中每1mg g-C3N4纳米片中加入10-15μL的氯金酸溶液、6-10μL的硝酸银溶液、4-10μL硼氢化钠溶液和45-55 μL 柠檬酸钠溶液。
3.采用如权利要求1所述的制备方法制得的电化学发光适配体传感器检测人体血清中癌胚抗原的方法，其特征在于，所述检测方法步骤为：
1）将无标记电化学发光适配体传感器浸泡于一系列浓度为1 fg、10 fg、100 fg、1 pg、10 pg、100 pg、1 ng的癌胚抗原溶液中，37 ℃培育90 min后取出并用0.1 M、pH=7.4的PBS溶液清洗，得无标记癌胚抗原电化学发光适配体传感器，保存于4℃冰箱中备用；
2）将步骤1）得到的无标记癌胚抗原电化学发光适配体传感器作为工作电极，用饱和甘汞电极作为参比电极、铂丝电极作为对电极，在0.1M、pH=7.4的PBS溶液中进行电化学发光检测，根据所得的电化学发光信号强度猝灭值与癌胚抗原的标准溶液之间的关系，绘制工作曲线；
3）以稀释1000倍的待测人体血清代替癌胚抗原的标准溶液，按照步骤1）、2）的操作进行检测，将检测出来的电化学发光信号强度猝灭值带入步骤2）得到的工作曲线，即得到人体血清中癌胚抗原的浓度；
所述步骤2）中0.1 M、pH=7.4的PBS溶液中包含5×10-5 M luminol和5×10-6 M H2O2溶液。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109507256A (zh) | 2019-03-22 |
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