CN114295694B - 一种用于乳腺癌her-2检测的电化学发光适体传感器及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于乳腺癌HER‑2检测的电化学发光适体传感器，通过信号探针和基底材料构建用于乳腺癌HER‑2检测的电化学发光适体传感器。本发明通过锆基金属有机框架（Zr‑MOF）修饰的硼碳氮氧（BCNO）复合发光体，可以极大地改善BCNO的低发光效率和发光稳定性差的特点，从而提高传感器性能实现信号放大作用，同时提高本发明电化学发光适体传感器检测的灵敏度。本发明中以CS@g‑C3N4/Au为传感界面、Zr‑MOF@BCNO/Au@Pt/HBA为信号探针，协同放大适体传感器的光信号实现了对HER‑2的超灵敏检测，为乳腺癌患者早期诊断提供新的诊断途径。本发明检测方法简单，适合大面积推广。
Description
技术领域
本发明涉及电化学检测技术领域，具体涉及一种用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器及其检测方法。
背景技术
乳腺癌(Breast Cancer，BC)是发生在乳腺上皮或导管上皮的恶性肿瘤。多年来，全球乳腺癌的发病率不断上升，据报道，每年有超过100万的新病例。相对于其它癌症，它在女性中的患病率很高，对女性的生命健康产生巨大的威胁，如果不及早诊断，这种疾病会导致死亡。因此，需要开发一种经济、灵敏、快速的乳腺癌检测方法，在癌症发展的早期给予正确、及时的治疗，从而抑制乳腺癌的进一步发展。人表皮生长因子受体2(HER-2，也称为ErbB-2和HER-2/nue)是乳腺癌预后的重要判断因子，它编码相对分子量185KD的跨膜受体样蛋白，具有酪氨酸激酶活性。由于HER-2过度表达在乳腺癌的临床特点和生物学行为方面具有特殊表现，因此，HER-2蛋白作为乳腺癌的生物标志物，在早期检测中有助于确定乳腺癌的预后并提供相关治疗方案。
目前，常用的HER-2检测方法包括组织学和血清学检测方法，其中组织学检测方法包括免疫组化(IHC)、荧光原位杂交(FISH)等，但上述方法都属于形态学检测，受主观影响很大，同时组织学检测需要取得病理标本，对未取得癌组织病理的患者无法判断其HER-2状态，并且也难以多次检测。因此，具有简便、定量、客观并且可实时检测等优点的血清学检测方法可作为组织学检测的一种补充。检测血清HER-2的方法包括酶联免疫(EIA)、酶联免疫吸附试验(ELISA)、化学发光免疫分析法等。其中，电致化学发光法(ECL)是由电化学反应引起的化学发光，由于其不需要外加激发光源，具有背景信号低、灵敏度高、检测限低等优点，且不需要昂贵的设备，因此，ECL在生物传感分析中越来越受关注。
适体(Aptamer)，是利用体外筛选技术即指数富集的配体系统进化(SELEX)技术从人工体外合成的含有10-50个可变碱基的寡核苷酸片段，可以是单链DNA(ssDNA)、双链DNA(dsDNA)或者RNA。与抗体相比，适体具有多种优势，如对广泛的靶标(如全细胞，蛋白质和低分子量有机或无机底物)具有高亲和力和高特异性，以及成本低，稳定性好，易于合成和被各种化学基团的修饰。因此，作为理想的识别元件，适体一直被用于生物传感器构建中，得到的适体传感器具有高灵敏度、快响应、低成本的特点。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器。本发明先制备了锆基金属有机框架(Zr-MOF)修饰的硼碳氮氧(BCNO)复合发光体偶联Au@Pt核壳纳米粒(Au@PtNPs)，然后通过金属纳米粒子与氨基的键合作用装载大量HER-2适体链(HBA)，最后得到了Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA的信号探针溶液。实验发现，Zr-MOF，虽然本身不具有电致化学发光特性，但与BCNO形成复合材料(Zr-MOF@BCNO)后可以明显提高BCNO的ECL信号及其稳定性，从而使传感器产生的光信号放大作用，之后，通过组装Au@Pt作为HER-2适体(HBA)的活性结合位点，提高HBA负载量。因此，本发明中以CS@g-C3N4/Au为传感界面、Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA为信号探针，协同放大适体传感器的光信号实现了对HER-2的超灵敏检测，为乳腺癌患者早期诊断提供新的诊断途径。
除特殊说明外，本发明所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器，其特征在于：通过信号探针和基底材料构建用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器。
所述构建用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器的方法为：将基底材料CS@g-C3N4/Au溶液滴加到玻碳电极表面上，室温干燥；然后在电极上滴加2μM的捕获探针(CP)溶液，室温孵育4h；接着在电极上滴加1％牛血清蛋白BSA溶液，室温孵育1h；最后将信号探针Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA溶液滴加到电极上，室温孵育2h，即得到用于HER-2检测的电化学发光适体传感器。
所述信号探针的制备方法为：使用Zr-MOF和BCNO制备Zr-MOF@BCNO，然后Zr-MOF@BCNO与Au@Pt核壳纳米粒制备得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt，再在Zr-MOF@BCNO/Au@Pt分散液中加入HER-2结合适体HBA，制得信号探针Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA。
所述基底材料的制备方法为：AuNPs加入到CS@g-C3N4分散液中，在冰浴下搅拌6-10h，离心得沉淀物，即基底材料CS@g-C3N4/Au。
所述CS@g-C3N4分散液的制备方法为：壳聚糖(CS)溶于冰醋酸溶液中，再加入g-C3N4，超声分散3-10min，磁力搅拌1-3h得到CS@g-C3N4分散液。
本发明用于检测乳腺癌HER-2的电化学发光适体传感器，由以下方法制备得到，该方法包括以下步骤：
(1)信号探针的制备；
1)Zr-MOF：将80mg ZrCl4和2.4g月桂酸加入20mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，室温超声20min，然后向该溶液中加入31mg 2-氨基对苯二甲酸(NH2-BDC)，继续超声分散5min，将上述所得溶液转移到反应釜中120℃反应12h，冷却、离心、用DMF和乙醇洗涤后干燥，得到黄色Zr-MOF纳米材料；
2)BCNO分散液：将硼酸(1.236g)、尿素(3.003g)和聚乙二醇(PEG，0.8g)分散在20mL超纯水中，80℃加热条件下搅拌2h形成均匀透明的溶液，然后置于110℃烘箱中12h，浓缩蒸发水分，将冷却至室温后的白色固体转移至坩埚中，在750℃的马弗炉中煅烧1h,冷却至室温后用将其研磨成粉末，得到不同PEG含量的BCNO荧光粉；称取50mg BCNO荧光粉溶于10mLDMF溶液中，室温超声20min，然后将上述溶液转移到反应釜中110℃反应11h，冷却、离心、用超纯水洗涤后，将黄色的BCNO沉淀分散于10mL超纯水中，得到BCNO分散液；
3)Zr-MOF@BCNO：取8mg步骤1)制得的Zr-MOF粉末溶于2mL步骤2)制得的BCNO分散液中，超声至分散均匀，温和搅拌4h，得到Zr-MOF@BCNO分散液；
4)Au@Pt核壳纳米粒：将1mL 1％HAuCl4溶液加入至100mL超纯水中煮沸，然后迅速加入2.5mL 1％柠檬酸三钠溶液继续煮沸15分钟，冷却后用超纯水恢复至原体积得透明的酒红色溶液即为纳米金(AuNPs)；将20mLAuNPs加入至30mL超纯水加热至80℃后，迅速加入2.5mL 1％H2PtCl6溶液剧烈搅拌，再逐滴加入1.75mL 1％抗坏血酸(AA)，溶液迅速变成黑色继续加热回流至颜色不再变化，停止加热冷却至室温，将产物转移到50mL棕色容量瓶中并定容即得到Au@Pt核壳纳米粒(Au@PtNPs)，于4℃保存。
5)Zr-MOF@BCNO/Au@Pt：取800μL步骤4)制得的Au@PtNPs加入步骤3)制得的Zr-MOF@BCNO分散液中，在冰浴下条件下搅拌8h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2mL超纯水中，即得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt分散液。
6)Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA：向1mL步骤5)制得的BCNO@Zr-MOF/Au@Pt分散液中加入2μM HER-2结合适体(HBA)200μL，冰浴搅拌12h，离心，水洗，将沉淀物重新分散于1mL超纯水中，即得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA的信号探针溶液；
(2)基底材料的制备；
1)CS@g-C3N4：称取10mg的壳聚糖(CS)溶于10mL的冰醋酸溶液(0.1wt％)中，分散均匀,称取2mg的g-C3N4溶于2mL的CS溶液中，超声分散5min，磁力搅拌2h得到分散均匀的CS@g-C3N4溶液；
2)CS@g-C3N4/Au：取AuNPs溶液800μL加入步骤1)制得的CS@g-C3N4分散液中，然后在冰浴下搅拌8h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2mL超纯水中，即得到CS@g-C3N4/Au的基底材料分散液；
(3)构建用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器：
1)用20mM Tris-HCl(pH＝7.4)缓冲液室温下溶解捕获探针链(CP)，储存备用；
2)将玻碳电极用食人鱼洗液(98％H2SO4/30％H2O2＝3:1,v/v)浸泡30min后用超纯水冲洗干净备用；
3)将步骤2)得到的电极分别用0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光呈镜面，然后分别按超纯水、无水乙醇、超纯水的顺序超声处理电极，干燥备用；
4)将步骤3)得到的电极在0.5M H2SO4中进行电化学活化，然后用超纯水冲洗，干燥；
5)将10μL所述的基底材料CS@g-C3N4/Au分散液滴加到步骤4)清洁的玻碳电极表面上，室温干燥；
6)将10μL步骤1)制得的CP，滴加在步骤5)制备得到的电极上室温孵育4h；
7)将10μL 1％牛血清蛋白(BSA)溶液滴加到步骤6)得到的电极上室温孵育1h；
8)将10μL所述的Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA信号探针溶液滴加到步骤7)制备得到的电极上室温孵育2h，即得到用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器。
本发明先制备了锆基金属有机框架(Zr-MOF)修饰的硼碳氮氧(BCNO)复合发光体偶联Au@Pt核壳纳米粒(Au@PtNPs)，然后通过金属粒子与氨基的键合作用装载大量HER-2适体链(HBA)，最终获得了Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA的信号探针溶液。本发明首次用Zr-MOF与BCNO形成复合材料(Zr-MOF@BCNO)，避免了传统半导体量子点的高毒性、强环境污染性的同时，还明显提高了单一BCNO材料的ECL信号响应及信号稳定性，实现信号放大从而提高传感器的灵敏性。之后，通过组装Au@Pt作为HER-2适体(HBA)的活性结合位点，提高HBA负载量。另外，在本发明中以壳聚糖-氮化碳(CS@g-C3N4)和金纳米粒子(AuNPs)通过搅拌的方法合成CS@g-C3N4/Au复合材料作为传感界面，固载大量的捕获探针(CP)进一步实现信号放大。通过上述手段，所制备的电致化学发光适体传感器成功的用于HER-2的超灵敏检测。与传统的HER-2检测方法相比，本发明的优点在于灵敏度高，特异性强，检测迅速，操作方便，设备材料价格低廉，无污染，从而为HER-2的检测提供了新的分析方法。
本发明还提供利用电致化学发光适体传感器检测HER-2的方法。
一种利用电致化学发光适体传感器检测HER-2的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向上述适体传感器的电极上滴加不同浓度的目标物人类表皮生长因子受体2(HER-2)；
2)将电极置于含有0.8mM k2S2O8的0.1M PBS(pH＝7.0)溶液中进行表征，测量其发光强度值；
3)根据步骤2)所得发光强度与HER-2浓度对数值的线性关系，绘制工作曲线；
4)将待测样品用所述发光适体传感器检测，将得到的电流值通过步骤3)制得的工作曲线计算得到待测样品的HER-2浓度。
有益效果：
1)通过锆基金属有机框架(Zr-MOF)修饰的硼碳氮氧(BCNO)复合发光体，可以极大地改善BCNO的低发光效率和发光稳定性差的特点，从而提高传感器性能实现信号放大作用，同时提高检测的灵敏度。
2)基于氮化硼(g-C3N4)基底材料的制备，可以在一定电压范围内采用电致化学发光的手段表征传感器的部分构建过程。
3)适体用于目标物的识别具有高度的特异性，可提高传感器的选择性，从而为微量HER-2的检测提供了新的研究方向和分析方法。
4)涉及的材料均可在实验室条件下合成，具有操作简单，原材料价格低廉，毒性低、环境友好，而且每次使用量极少，降低了实验成本。
5)整个检测分析方法步骤清晰简便，灵敏度高，信号响应迅速。
6)本方法制备的电化学适体传感器可为HER-2的检测提供新方法；该发明所制备的电致化学发光适体传感器也可应用于其它生物样本测定、食品药品和环境的监测等方面。
附图说明
图1是不同修饰电极在含0.8mM K2S2O8的0.1M PBS(pH 7.0)中电压范围从0到-1.2V(A)及0到-2V(B)以200mV/s的扫描速率得到的电压-电化学发光强度图。图2不同修饰电极在5mM K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]溶液中电压范围从-0.2到0.6V以100mV/s的扫描速率得到的循环伏安表征图(A)和阻抗表征图(B)。
图3是不同浓度的HER-2通过本发明传感器检测的结果，其中，图A为在0.8mMK2S2O8的0.1M PBS(pH 7.0)中传感器分别对0,0.00001,0.0001,0.001,0.01，0.1，1，10和100ng/mL的HER-2扫描的时间-电化学发光强度图；图B为传感器电化学发光强度与不同浓度HER-2对数值的校准曲线。
图4是传感器稳定性检测结果，具体为100ng/mLHER-2孵育的传感器在连续扫描7圈后得到的时间-电化学发光强度图；
图5是五支不同玻碳电极同时孵育1ng/mLHER-2所得的传感器在相同条件下扫描后得到的重现性结果图。
图6是ESAT-6适体传感器的特异性检测图，其中，干扰物为0.9％的生理盐水(NS，10ng/mL)，多巴胺(DA，10ng/mL)，抗坏血酸(AA，10ng/mL)癌胚抗原(CEA，10ng/mL)和HSA(10ng/mL)。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。本发明所用原料及试剂均为市售产品。
人表皮生长因子受体2(HER-2)标准品购自Abcam(Cambridge,UK)；聚乙二醇(PEG，Mw:20K)购自索莱宝(中国北京)；石墨相氮化碳(g-C3N4)购自南京先锋纳米有限公司(中国南京)；硼酸和壳聚糖(CS)购自科隆试剂(中国成都)；尿素、ZrCl4和月桂酸购自阿拉丁生化科技股份有限公司(中国上海)；2-氨基对苯二甲酸(NH2-BDC)、氯金酸(HAuCl4)和氯铂酸(HPtCl6)购自Sigma(USA)；N，N-二甲基甲酰胺(DMF)购自麦克林生化科技有限公司(中国上海)；牛血清蛋白(BSA)和过硫酸钾(K2S2O8)购自J&K Scientific Ltd(中国北京)；
涉及到的适体由上海生工有限公司合成，具体序列如下：
HER-2结合适体链(HBA)的序列：5'-NH2-(CH2)6-GGGCCGTCGAACACGAGCAT GGTGCGTGGACCTAGGATGACCTGAGTACTGTCC-3'
捕获探针(CP)的序列:5'-NH2-(CH2)6-TTTTTGGACAGTACTCA GGTCATCCTAGG-3'
所用设备及技术参数：
仪器：使用MPI-E型电致化学发光工作站(中国西安)进行时间/电压-电化学发光强度测定。使用Metrohm Autolab B.V.电化学工作站(瑞士Modular仪器)进行循环伏安法(CV)和阻抗法(EIS)测定。电化学发光检测采用三电极系统：修饰后的玻碳电极(直径4mm)作为工作电极，铂丝作为对电极，银-氯化银(饱和KCl)作为参比电极。电化学检测采用三电极系统：修饰后的玻碳电极(直径4mm)作为工作电极，铂丝作为对电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极。pH计监测pH值(S210 SevenCompact，梅特勒-托利多，中国上海)。电化学发光三电极系统在含0.8mM K2S2O8的0.1M PBS(pH 7.0)中以200mV/s扫描。电化学三电极系统在5mM K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]溶液中以100mV/s扫描.
实施例1信号探针的制备；
1)Zr-MOF：将80mg ZrCl4和2.4g月桂酸加入20mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，室温超声20min，然后向该溶液中加入31mg 2-氨基对苯二甲酸(NH2-BDC)，继续超声分散5min，将上述所得溶液转移到反应釜中120℃反应12h，冷却、离心、用DMF和乙醇洗涤后干燥，得到黄色Zr-MOF纳米材料；
2)BCNO分散液：将硼酸(1.236g)、尿素(3.003g)和聚乙二醇(PEG，0.8g)分散在20mL超纯水中，80℃加热条件下搅拌2h形成均匀透明的溶液，然后置于110℃烘箱中12h，浓缩蒸发水分，将冷却至室温后的白色固体转移至坩埚中，在750℃的马弗炉中煅烧1h,冷却至室温后用将其研磨成粉末，得到不同PEG含量的BCNO荧光粉。称取50mg BCNO荧光粉溶于10mLDMF溶液中，室温超声20min，然后将上述溶液转移到反应釜中110℃反应11h，冷却、离心、用超纯水洗涤后，将黄色的BCNO沉淀分散于10mL超纯水中，得到BCNO分散液；
3)Zr-MOF@BCNO：取8mg步骤1)制得的Zr-MOF粉末溶于2mL步骤2)制得的BCNO分散液中，超声至分散均匀，温和搅拌4h，得到Zr-MOF@BCNO分散液；
4)Au@Pt核壳纳米粒：将1mL 1％HAuCl4溶液加入至100mL超纯水中煮沸，然后迅速加入2.5mL 1％柠檬酸三钠溶液继续煮沸15分钟，冷却后用超纯水恢复至原体积得透明的酒红色溶液即为纳米金(AuNPs)。将20mLAuNPs加入至30mL超纯水加热至80℃后，迅速加入2.5mL 1％H2PtCl6溶液剧烈搅拌，再逐滴加入1.75mL 1％抗坏血酸(AA)，溶液迅速变成黑色继续加热回流至颜色不再变化，停止加热冷却至室温，将产物转移到50mL棕色容量瓶中并定容即得到Au@Pt核壳纳米粒(Au@PtNPs)，于4℃保存。
5)Zr-MOF@BCNO/Au@Pt：取800μL步骤4)制得的Au@PtNPs加入步骤3)制得的Zr-MOF@BCNO分散液中，在冰浴下条件下搅拌8h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2mL超纯水中，即得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt分散液。
6)Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA：向1mL步骤5)制得的BCNO@Zr-MOF/Au@Pt分散液中加入2μM HER-2结合适体(HBA)200μL，冰浴搅拌12h，离心，水洗，将沉淀物重新分散于1mL超纯水中，得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA的信号探针溶液。
实施例2基底材料的制备；
1)CS@g-C3N4：称取10mg的壳聚糖(CS)溶于10mL的冰醋酸溶液(0.1wt％)中，分散均匀,称取2mg的g-C3N4溶于2mL的CS溶液中，超声分散5min，磁力搅拌2h得到分散均匀的CS@g-C3N4溶液；
2)CS@g-C3N4/Au：取AuNPs溶液800μL加入步骤1)制得的CS@g-C3N4分散液中，然后在冰浴下搅拌8h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2mL超纯水中，即得到CS@g-C3N4/Au的基底材料分散液。
实施例3构建用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器，按照如下步骤操作：
1)用20mM Tris-HCl(pH＝7.4)缓冲液室温下溶解捕获探针(CP)，储存备用；
2)将玻碳电极用食人鱼洗液(98％H2SO4/30％H2O2＝3:1,v/v)浸泡30min后用超纯水冲洗干净备用；
3)将步骤2)得到的电极分别用0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光呈镜面，然后分别按超纯水、无水乙醇、超纯水的顺序超声处理电极，干燥备用；
4)将步骤3)得到的电极在0.5M H2SO4中进行电化学活化，然后用超纯水冲洗，干燥；
5)将10μL实施例2制备的基底材料CS@g-C3N4/Au溶液滴加到步骤4)清洁的玻碳电极表面上，室温干燥；
6)将10μL步骤1)制得的CP，滴加在步骤5)制备得到的电极上室温孵育4h；
7)将10μL 1％牛血清蛋白(BSA)溶液滴加到步骤6)得到的电极上室温孵育1h；
8)将10μL实施例1制备的Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA信号探针溶液滴加到步骤7)制备得到的电极上室温孵育2h，即得到用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器。
实施例4利用电致化学发光适体传感器检测HER-2
利用实施例3构建的电致化学发光适体传感器检测HER-2，按照如下步骤操作：
一、绘制工作曲线
1)将实施例3步骤4)至步骤8)的修饰电极分别置于含0.8mM K2S2O8的0.1M PBS(pH＝7.0)中进行表征，测量其电化学发光响应信号，结果如图1A所示：(a)
裸玻碳电极；(b)滴加CS@g-C3N4/Au复合材料；(c)滴加CP溶液；(d)BSA封闭；图1B：滴加信号探针材料Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA。
2)将实施例3步骤4)至步骤8)的修饰电极分别置于5mM K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]溶液中进行CV和EIS表征。测量其电流响应信号，结果如图2A所示：(a)裸玻碳电极；(b)滴加CS@g-C3N4/Au复合材料；(c)滴加CP溶液；(d)BSA封闭；(e)：滴加信号探针材料Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA。测量其阻抗响应信号，结果如图2B所示：(a)裸玻碳电极；(b)滴加CS@g-C3N4/Au复合材料；(c)滴加CP溶液；(d)BSA封闭；(e)：滴加信号探针材料Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA。
3)向实施例3制得的适体传感器的电极上滴加10μL不同浓度的目标物HER-2，分别测定其发光强度情况。如图3A所示：a→h的浓度依次为:0,0.00001,0.0001,0.001,0.01，0.1，1，10和100ng/mL。
3)根据所得发光强度值与HER-2浓度对数值的线性关系，绘制工作曲线(如图3B所示)。测定结果表明发光强度响应值与HER-2浓度对数值在10fg/mL－100ng/mL范围内呈良好的线性关系，线性相关系数为0.9973，检测限为0.2fg/mL；结果如图3所示。
二、传感器稳定性测试：将实施例3制得的传感器在最佳条件下连续进行7圈ECL测量后，其发光强度仅降低了6.4％(如图4所示)，表明传感器具有良好的稳定性。
三、传感器重现性测试：将实施例3采用五支不同玻碳电极孵育相同浓度HER-2(1ng/mL)制得的传感器进行ECL测量后(如图5所示)，得到相对标准偏差(RSD)为2.2％，表明传感器重现性良好。
四、传感器特异性测试：为了研究提出的适应传感器的特异性，采用可能存在于血清中的干扰物：生理盐水(NS，0.9％)，多巴胺(DA，10ng/mL)，抗坏血酸(AA，10ng/mL)，人血清白蛋白(HSA，10ng/mL)和癌胚抗原(CEA，10ng/mL)在相同浓度及条件下测定的不同干扰物质在含0.8mM K2S2O8的0.1M PBS(pH＝7.0)中电化学发光强度响应值。结果表明(如图6所示)，提出的基于HER-2～HBA的高特异性反应的适体传感器具有良好的特异性。
五、实际样品分析应用
为了评估提出的电化学发光适体传感器的实际适用性和准确性，将健康人血液经过离心处理，向稀释的血清样品中加入各种浓度的HER-2(如表1所示)，然后用所制备的电化学适体传感器进行检测。检测结果如表1所示，相对标准偏差范围为2.5％至5.3％，回收率为94.4％至95.6％。结果表明,本发明制得的适配体传感器对于检测HER-2是可行的，可以满足实际分析的需要。
表1采用本发明制备的电致化学发光适体传感器测定健康人血清样品的HER-2(n＝3)
Claims (6)
1.一种用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器，其特征在于：通过信号探针和基底材料构建用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器；所述构建用于乳腺癌HER-2检测的电化学发光适体传感器的方法为：将基底材料CS@g-C3N4/Au溶液滴加到玻碳电极表面上，室温干燥；然后在电极上滴加2mM的捕获探针（CP）溶液，室温孵育4h；再在电极上滴加1-3% 牛血清蛋白BSA溶液，室温孵育1h；最后将信号探针Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA溶液滴加到电极上，室温孵育2 h，即得到用于HER-2检测的电化学发光适体传感器。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述信号探针的制备方法为：使用Zr-MOF和BCNO制备Zr-MOF@BCNO，然后Zr-MOF@BCNO与Au@Pt 核壳纳米粒制备得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt，再在Zr-MOF@BCNO/Au@Pt分散液中加入HER-2结合适体HBA，制得信号探针Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA。
3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述基底材料的制备方法为：AuNPs加入到CS@g-C3N4分散液中，在冰浴下搅拌6-10 h，离心得沉淀物，即基底材料CS@g-C3N4/Au。
4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于：所述CS@g-C3N4分散液的制备方法为：壳聚糖CS溶于冰醋酸溶液中，再加入g-C3N4，超声分散3-10 min，磁力搅拌1-3 h得到CS@g-C3N4分散液。
5.一种用于检测乳腺癌HER-2的电化学发光适体传感器，由以下方法制备得到，该方法包括以下步骤：
（1）信号探针的制备；
1）Zr-MOF：将80 mg ZrCl4和2.4 g月桂酸加入20 mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中，室温超声20 min，然后向该溶液中加入31 mg 2-氨基对苯二甲酸，继续超声分散5 min，将所得溶液转移到反应釜中120℃反应12 h，冷却、离心、用DMF和乙醇洗涤后干燥，得到黄色Zr-MOF纳米材料；
2）BCNO分散液：将1.236 g硼酸、3.003 g尿素和0.4-0.9g聚乙二醇分散在20 mL超纯水中，80℃加热条件下搅拌2 h形成均匀透明的溶液，然后置于110℃烘箱中12 h，浓缩蒸发水分，将冷却至室温后的白色固体转移至坩埚中，在750℃的马弗炉中煅烧1 h, 冷却至室温后用将其研磨成粉末，得到PEG含量的BCNO荧光粉；称取50 mg BCNO荧光粉，PEG 0.8 g溶于10 mL DMF溶液中，室温超声20 min，然后将所得溶液转移到反应釜中110℃反应11 h，冷却、离心、用超纯水洗涤后，将黄色的BCNO沉淀分散于10 mL 超纯水中，得到BCNO分散液；
3）Zr-MOF@BCNO：取8 mg 步骤1）制得的Zr-MOF粉末溶于2 mL 步骤2）制得的BCNO分散液中，超声至分散均匀，温和搅拌4 h，得到Zr-MOF@BCNO分散液；
4）Au@Pt 核壳纳米粒：将1 mL 1% HAuCl4溶液加入至100 mL超纯水中煮沸，然后迅速加入2.5 mL 1% 柠檬酸三钠溶液继续煮沸15分钟，冷却后用超纯水恢复至原体积得透明的酒红色溶液即为纳米金 AuNPs ；将20 mL AuNPs加入至30 mL 超纯水加热至80℃后，迅速加入2.5 mL 1% H2PtCl6溶液剧烈搅拌，再逐滴加入1.75 mL 1% 抗坏血酸，溶液迅速变成黑色继续加热回流至颜色不再变化，停止加热冷却至室温，将产物转移到50 mL棕色容量瓶中并定容即得到Au@Pt 核壳纳米粒 Au@PtNPs，于4℃保存；
5）Zr-MOF@BCNO/Au@Pt：取800 μL 步骤4）制得的Au@PtNPs加入步骤3）制得的Zr-MOF@BCNO分散液中，在冰浴下条件下搅拌8 h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2 mL超纯水中，即得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt分散液；
6）Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA：向1mL步骤5）制得的BCNO@Zr-MOF/Au@Pt分散液中加入2 μM HER-2结合适体HBA 200 μL，冰浴搅拌12 h，离心，水洗，将沉淀物重新分散于1 mL超纯水中，即得到Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA的信号探针溶液；
（2）基底材料的制备；
1）CS@g-C3N4：称取10 mg的壳聚糖CS溶于10 mL的冰醋酸溶液中，分散均匀, 称取 2mg的g-C3N4溶于2 mL的CS溶液中，超声分散5 min，磁力搅拌2 h得到分散均匀的CS@g-C3N4溶液；
2）CS@g-C3N4/Au：取AuNPs溶液800μL加入步骤1）制得的CS@g-C3N4分散液中，然后在冰浴下搅拌8 h，离心、洗涤，再将沉淀物分散在2 mL超纯水中，即得到CS@g-C3N4/Au的基底材料分散液；
（3）构建用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器：
1）用20 mM pH=7.4的Tris-HCl缓冲液室温下溶解捕获探针链CP，储存备用；
2）将玻碳电极用体积比98% H2SO4/30% H2O2 = 3:1的食人鱼洗液浸泡30 min后用超纯水冲洗干净备用；
3）将步骤2）得到的电极分别用0.3 μm和0.05 μm的Al2O3粉末抛光呈镜面，然后分别按超纯水、无水乙醇、超纯水的顺序超声处理电极，干燥备用；
4）将步骤3）得到的电极在0.5 M H2SO4中进行电化学活化，然后用超纯水冲洗，干燥；
5）将10 μL所述基底材料CS@g-C3N4/Au溶液滴加到步骤4）清洁的玻碳电极表面上，室温干燥；
6）将10 μL步骤1）制得的CP，滴加在步骤5）制备得到的电极上室温孵育4 h；
7）将10 μL 1% 牛血清蛋白溶液滴加到步骤6）得到的电极上室温孵育1 h；
8）将10 μL所述的Zr-MOF@BCNO/Au@Pt/HBA信号探针溶液滴加到步骤7）制备得到的电极上室温孵育2 h，即得到用于HER-2检测的电致化学发光适体传感器。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的传感器检测HER-2的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）向所述的传感器的电极上滴加不同浓度的目标物人类表皮生长因子受体2 HER-2；
2）将电极置于含有0.8 mM k2S2O8的0.1 M pH=7.0的PBS溶液中进行表征，测量其发光强度值；
3）根据步骤2）所得发光强度与HER-2浓度对数值的线性关系，绘制工作曲线；
4）将待测样品用所述的传感器检测，将得到的电流值通过步骤3）制得的工作曲线计算得到待测样品的HER-2浓度。
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