CN115015352B - 一种检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测β‑淀粉样蛋白的抗污染生物传感器及其制备方法，生物传感器包括电极、g‑C3N4、PANI、peptide和Aptamer‑CdS QDs，g‑C3N4涂覆在电极表面，PANI通过电化学沉积固定在涂覆g‑C3N4的电极上，活化后的peptide与电极表面的PANI通过酰胺键结合，电极表面的peptide捕获Aβ40，通过Aβ40与Aptamer适体链的特异性识别，Aptamer‑CdS QDs作为信号分子被捕获到电极上；所述抗污染多肽序列包括依次连接的羧基连接段、抗污染吸附序列、刚性支撑序列和Aβ40识别序列，羧基连接段用于与PANI上的氨基结合形成酰胺键，抗污染吸附序列用于避免抗污染传感器表面的非特异性吸附，刚性支撑序列用于保证抗污染多肽垂直修饰于电极表面，Aβ40识别序列用于识别Aβ40。其用于β‑淀粉样蛋白的检测，在0.1pM到100nM范围内具有良好线性。

Description

一种检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器及其制备方法
技术领域
本发明属于光电传感分析领域，具体涉及一种新颖的电致化学发光抗污染生物传感器，实现了对β-淀粉样蛋白的早期检测。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)是一种不可逆转的进行性神经系统疾病，可导致记忆丧失、行为障碍甚至死亡，严重威胁着人类健康(Zheng X,Wu C,Liu D,etal.J Phys Chem B,2016,120,1615-1623；Fu H,Tu P,Zhao L,et al.Anal.Chem,2016,88,1944-1950.)。通过对AD的研究，证实了β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集是AD的发病可能机制(HanJ,Zhang M,Chen G,et al.J Mater Chem B,2017,5,8330-8336.WangY,Fan D,Zhao G,etal.Biosens Bioelectron,2018,120,1-7.)。由淀粉样前体蛋白衍生的39-43氨基酸片段Aβ被用作AD的主要诊断生物标志物和治疗靶点之一(Xu H,Eilrayna G,Molly R,etal.JNeurosci,2016,36,9041-9056.)。
目前，许多不同的方法，如电化学、电化学发光(ECL)、荧光、化学发光和光电化学技术，被开发用于生物标志物的多重检测。近几年来，电化学发光技术由于其灵敏度高、响应迅速且操作简单得到了广泛关注(Zeng W,Wang K,Liang W,et al.Chemical Science,2020,11,5410-5414.)。开发复杂样品中低浓度分析物的传感平台，且具有高的灵敏度和选择性是要解决的首要问题。但是在生物体内，环境较复杂，传感界面容易受到外界的影响，所以构建减少传感界面的非特异性吸附的抗污染界面，成为一个新的研究课题。并且检测样品为血液、血清、尿液等复杂样品时，样品中存在的生物分子会在电极界面上产生特异性吸附或结垢，而这些会严重阻碍传感界面的电化学性能。为了解决这一问题，构建抗污染的传感界是十分有效的。目前，已经有几种材料被证明具有较好的抗污性能，能够有效抑制非特异性吸附。例如聚乙二醇(PEG)、两性离子聚合物、生物聚合物、纳米多孔膜和水凝胶等。它们都具有良好的亲水性和电中性，这是它们能够构建抗污染界面的主要因素。然而，PEG材料在生理条件下易被氧化，而且PEG与其他底物相连接也有一定的困难。两性离子聚合物合成复杂，且商业化产品并不适合应用。因此设计一些合成简单、易于与其他底物相连接的抗污染材料显得尤为重要。(Lin W,Hsieh Y,Cheng Y,et al.Analytical Chemistry,2016,88,12371-12379.Beltrán-OsunaA,Cao B,Cheng G,et al.Langmuir,2012,28,9700-9706.)
近年来抗污染多肽由于结构可控、合成简单、易于功能化且具有良好的生物相容性被广泛应用。与广泛使用的生物识别元素，如抗体、适配体、酶、核酸、蛋白质受体等相比，多肽具有许多优势，例如，多肽可以为抗体提供良好的亲和力和特异性；多肽的体积小，可以降低对蛋白酶和非特异性结合/捕获抗原的敏感性；多肽可以通过标准的固相合成法制备，从而降低生产成本。(Shtreimer K，N,Mohanraj G,Mao C,et al.Langmuir,2018,34,11147-11155.Zhang Y,Ren B,Zhang D,et al.Journal of Materials Chemistry B,2020,8,6179-6196.)
发明内容
因此，本发明是为了克服现有技术中的缺陷，为β-淀粉样蛋白的检测提供一种新型的、无标记的ECL抗污染生物传感器及其构建方法。在本发明中，设计了一种识别Aβ片段(KKLVFF)且具有抗污染功能的多肽，利用多肽和适体的对Aβ的特异性识别，基于以g-C3N4作为供体CdS QDs作为受体的共振能量转移传感机制，开发了用于Aβ检测的抗污染电化学发光传感器。
术语“Aβ40”是指：β-淀粉样蛋白(1-40)。术语“g-C3N4”是指：石墨相氮化碳。术语“CdS QDs”是指：硫化镉量子点。术语“peptide”是指：抗污染多肽。术语“PANI”是指：聚苯胺。术语“GCE”是指：玻碳电极。术语“Aptamer”是指：Aβ40适体链。术语“Aptamer-CdS QDs”是指：Aβ40适体链-硫化镉量子点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器，包括电极、g-C3N4、PANI、peptide和Aptamer-CdS QDs，g-C3N4涂覆在电极表面，PANI通过电化学沉积固定在涂覆g-C3N4的电极上，活化后的peptide与电极表面的PANI通过酰胺键结合，电极表面的peptide捕获Aβ40，通过Aβ40与Aptamer适体链的特异性识别，Aptamer-CdS QDs作为信号分子被捕获到电极上；所述抗污染多肽序列包括依次连接的羧基连接段(COOH)、刚性支撑序列、抗污染吸附序列和Aβ40识别序列，羧基连接段(COOH)用于与PANI上的氨基结合形成酰胺键，抗污染吸附序列用于避免抗污染传感器表面的非特异性吸附，刚性支撑序列用于保证抗污染多肽垂直修饰于电极表面，Aβ40识别序列用于识别Aβ40。
所述电极可以为GCE电极，金电极等现有技术中常用电极材料。
优选地，所述刚性支撑序列为CPPPP，所述抗污染吸附序列为DKDKDKDK，所述Aβ40识别序列为KKLVFF。
优选地，所述抗污染多肽序列为：COOH-CPPPPDKDKDKDKKLVFF。
优选地，所述Aptamer序列为5ˊ–NH2–GCC TGT GGT GTT GGG GCG GGT GCG-3ˊ。当然也可采用其他能够与Aβ40特异性识别的适体链。
一种检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，具体包括以下步骤：
(1)将g-C3N4悬浊液滴涂在预处理后的电极表面，并在室温下自然干燥，即得g-C3N4/GCE电极。具体地，所述电极采用玻碳电极，当然也可以采用其他电极。玻碳电极预处理方法为：分别用粒度为0.3和0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光处理，用乙醇和二次水进行超声处理，最后用氮气干燥。
(2)采用恒电流沉积技术在电极表面电沉积以形成PANI薄膜，然后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的PANI，得到PANI/g-C3N4/GCE电极。优选地，电沉积时间为10min。
(3)接下来用含有0.4M的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液来活化peptide(0.2mg/mL)上的羧基1h，将活化过后的peptide滴到电极上，使其与PANI上的氨基进行结合，形成酰胺键，随后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的peptide，得到peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极。
(4)接下来将不同浓度的Aβ40缓冲液滴涂到修饰peptide的电极上进行孵育，特异性结合后用磷酸盐缓冲液将未结合的Aβ40冲洗掉，得到Aβ/peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极。优选地，孵育条件为：在37℃下孵育2-9小时，更优选地，孵育6小时。
(5)最后将Aptamer-CdS滴涂到电极上完成适体与Aβ40的结合。用磷酸盐缓冲液清洗电极，使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的Aptamer-CdS，得到电化学发光传感器。
进一步地，所述Aptamer-CdS的制备方法，具体包括以下步骤：
(101)首先，将巯基乙酸加入到氯化镉溶液中，并通入氮气来除去圆底烧瓶中的氧气。用氢氧化钠溶液调节体系的pH，溶液变澄清后迅速加入硫化钠溶液，加热至沸腾并回流4h，回流结束后冷却至室温即可得到CdS QDs，制备好的CdS QDs储存在4℃冰箱备用。
(102)用含有0.4M的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液对CdS QDs上的羧基进行活化，然后加入氨基修饰的Aptamer使其在37℃下结合从而得到Aptamer-CdS。
优选地，所述步骤(102)中，Aptamer的浓度范围为0.0001μM-1.0μM，例如0.001μM、0.01μM、0.1μM、0.2μM、0.3μM、0.4μM、0.5μM、0.6μM、0.7μM、0.8μM、0.9μM、1.0μM。最优选地，浓度为0.01μM。
优选地，步骤(102)中，Aptamer与CdS量子点的活化时间为2-10小时，例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10小时；最优选地，活化时间为6小时。
优选地，步骤(1)g-C3N4悬浊液中g-C3N4的浓度范围为0.2mg/mL-1.0mg/mL，例如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mg/mL；最优选地，浓度为0.8mg/mL。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备的抗污染生物传感器可以用于β-淀粉样蛋白的检测，在0.1pM到100nM范围内具有良好线性。
(2)由于g-C3N4的ECL发射与CdS QDs的紫外吸收有重叠，能够实现信号分子CdSQDs信号的增强，可以快速灵敏的实现对β-淀粉样蛋白的早期检测。
(3)本发明制备的抗污染生物传感器具有构建方法简单、成本低、生物相容性好等优点，拓展了对β-淀粉样蛋白检测的新方法。
附图说明
图1为本发明中制备的CdS QDs的透射电镜图。
图2为本发明中制备的PANI的扫描电镜图。
图3本发明中玻碳电极上修饰不同材料时的电致化学发光响应图。
图4为本发明构建的抗污染生物传感器对不同浓度的β-淀粉样蛋白的定量分析(A)及相应的标准曲线(B)。
图5为本发明中在不同浓度的FBS中孵育前后，裸GCE和抗污染生物传感器分别在含有5mM[Fe(CN)6]3-/4-的0.1M磷酸盐缓冲溶液中的DPV响应。
图6本发明中在不同电极表面的静态水接触角(A：裸GCE，B：PANI/g-C3N4/GCE，C：peptide/PANI/g-C3N4/GCE)。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是公知的，但是本发明仍然在此作尽可能的详细描述。
除非特别指明，以下实施例中所用的β-淀粉样蛋白购自上海生工生物股份有限公司。β-淀粉样蛋白序列为：DAEFR HDSGY EVHHQ KLVFF AEDVG SNKGA ILGLM VGGVV。
除非特别指明，以下实施例中所用的抗污染多肽购自上海生工生物股份有限公司。
抗污染多肽序列为：COOH-CPPPPDKDKDKDKKLVFF。
除非特别指明，以下实施例中所用的DNA购自上海生工生物股份有限公司，DNAAptamer序列为5ˊ–NH2–GCC TGT GGT GTT GGG GCG GGT GCG-3ˊ。
除非特别指明，以下实施例中所用的水溶液的溶剂均为超纯水。
除非特别指明，以下实施例中所用的试剂均为分析纯试剂。
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
试剂：
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、苯胺(AN)、氯化钾、硫化钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、氯化镉和六氟异丙醇(HFIP)均购自阿拉丁试剂有限公司。咪唑聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)、高氯酸(HClO4)和胎牛血清(FBS)均购自西格玛奥德里奇贸易有限公司。
仪器：
电化学工作站，购自上海辰华仪器有限公司，型号CHI832B。
电致化学发光分析仪，购自西安瑞迈分析仪器有限公司，型号MPI-E。
透射电子显微镜，购自日立高新技术有限公司，型号JEOL-JEM 200CX。
扫描电子显微镜，购自日立高新技术有限公司，型号S-4800。
实施例1
一、CdS QDs分散液的制备：
本实施例涉及的CdS QDs分散液的制备方法，具体包括以下步骤：
首先，将巯基乙酸加入到氯化镉溶液中，并通入氮气来除去圆底烧瓶中的氧气。用氢氧化钠溶液调节体系的pH，溶液变澄清后迅速加入硫化钠溶液，加热至沸腾并回流4h，回流结束后冷却至室温即可得到CdS QDs，制备好的CdS QDs储存在4℃冰箱备用。
对制备的CdS QDs进行透射电镜表征，从图1中可以观察到，CdS量子点均匀分布，直径在3～5nm左右。
二、Aptamer-CdS的制备
本实施例涉及的Aptamer-CdS的制备方法，具体包括以下步骤：
首先，将巯基乙酸加入到氯化镉溶液中，并通入氮气来除去圆底烧瓶中的氧气。
用氢氧化钠溶液调节体系的pH，溶液变澄清后迅速加入硫化钠溶液，加热至沸腾并回流4h，回流结束后冷却至室温即可得到CdS QDs，制备好的CdS QDs储存在4℃冰箱备用。
用含有0.4M的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液对CdS QDs上的羧基进行活化，然后加入氨基修饰的Aptamer使其在37℃下结合从而得到Aptamer-CdS。
三、Aβ溶液的配置：
(1)将冻存的10mgAβ40冻干粉和六氟异丙醇(HFIP)放在冰块上预冷，取1mL HFIP加入Aβ40冻干粉离心管中，密封混匀，超声3min，得到澄清透明液体。将液体分装10份，使用真空冷冻干燥仪干燥挥发HFIP，得到透明的Aβ40薄膜，放置于-20℃保存。
(2)冷冻干燥完的Aβ40层状薄膜溶于磷酸盐缓冲溶液(pH＝7.4)中，配制成1.0×10-6mol/L的Aβ40溶液，-20℃备用。
四、Aβ40的检测：
(1)对玻碳电极进行处理。分别用粒度为0.3和0.05μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光处理，用乙醇和二次水进行超声处理，最后用氮气干燥。
(2)将g-C3N4悬浊液滴涂在电极表面，并在室温下自然干燥，即得g-C3N4/GCE电极。
(3)采用恒电流沉积技术在电极表面电沉积10min以形成PANI薄膜，然后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的PANI，得到PANI/g-C3N4/GCE电极。
具体地，电沉积PANI的具体操作方法，包括以下步骤：
首先将0.05g PSS，406μL HClO4，45.6μL AN混匀，加入超纯水配成5mL的电解质溶液。
用导电聚合物PANI在0.01mA cm-2恒定电流密度下电沉积10min，对电极进行修饰，形成PANI薄膜。CV测试的电压范围为-10～10V，扫描速度为67mV/s-1。
如图2所示，电沉积PANI后的传感界面是不平整的颗粒状，这种颗粒状的表面，有效地增加了传感界面的表面积，从而改善了电化学性能。
(4)接下来用0.4M的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液来活化多肽(0.2mg/mL)上的羧基1h，将活化过后的多肽滴到电极上，使其与PANI上的氨基进行结合，形成酰胺键，随后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的多肽，得到peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极。
(5)接下来将不同浓度的Aβ40缓冲液滴涂到修饰多肽的电极上，在37℃下孵育6h，特异性结合后用磷酸盐缓冲溶液将未结合的Aβ40冲洗掉，得到Aβ/peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极。
(6)最后将Aptamer-CdS滴涂到电极上完成适体与Aβ40的结合。最后用磷酸盐缓冲溶液清洗电极，使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的Aptamer-CdS，得到ECL传感器(即Aptamer-CdS/Aβ/peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极)。
如图3所示，当负载在peptide/PANI/g-C3N4修饰的电极表面上的Aβ与Aptamer-CdS结合后，电致化学发光信号发生了明显的升高，这说明采用peptide和Aptamer双识别措施，可以增强电致化学发光响应，有利于提高传感器的检测灵敏度。
在最佳实验条件下对不同浓度的Aβ进行检测。如图4所示，随着Aβ浓度的不断增加，ECL信号也不断升高，在0.1pM到100nM范围内呈良好的线性关系(R2＝0.990)，线性回归方程为I＝21633.84+856.18lgc。这表明该ECL传感器具有较宽的检测范围。
五、抗污染性能
本实施研究了电极界面修饰多肽抗污染性能的具体表征方法，包括以下步骤：
当检测液中环境较复杂时会有多种离子、蛋白等被吸附到传感界面，从而影响电子的传递进而影响检测结果的准确性。通过对裸电极和上述抗污染多肽修饰的电极界面在不同浓度的FBS中孵育30min前后的DPV信号来判断传感界面的抗污染性能。如图5所示，裸电极在FBS孵育之后的DPV信号随着FBS浓度的增大有很明显的变化，在100％FBS中孵育后，DPV信号下降了33.33％；而抗污染多肽修饰的电极在FBS中孵育之后的DPV信号随着FBS浓度的增大变化较小，在100％FBS中孵育30min后，DPV信号只下降了11.08％。通过对比很明显可以看出修饰过后的界面相对于裸电极来说具有较好的抗污染性能。
五、亲水性表征
此外为了对传感界面亲水性进行评估，对传感界面的接触角进行了测定。如图6所示，裸电极的静态水接触角为65.84°，而在电极表面分别修饰过g-C3N4和PANI以后，静态水接触角减小到23.49°，这是由于电极表面的聚苯胺上有丰富的氨基，而氨基又是亲水基团，所以引起了静态水接触角的明显下降。而在电极上继续修饰抗污染多肽以后，引起了静态水接触角的略微下降，下降为12.78°，这是由于多肽具有较好的亲水性。

Claims (10)

1.一种检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器，其特征在于，包括电极、g-C3N4、PANI、抗污染多肽peptide和Aptamer-CdS QDs，g-C3N4涂覆在电极表面，PANI通过电化学沉积固定在涂覆g-C3N4的电极上，活化后的peptide与电极表面的PANI通过酰胺键结合，电极表面的peptide捕获Aβ40，通过Aβ40与Aptamer适体链的特异性识别，Aptamer-CdS QDs作为信号分子被捕获到电极上；所述抗污染多肽序列包括依次连接的羧基连接段COOH、刚性支撑序列、抗污染吸附序列和Aβ40识别序列，羧基连接段COOH用于与PANI上的氨基结合形成酰胺键，抗污染吸附序列用于避免抗污染传感器表面的非特异性吸附，刚性支撑序列用于保证抗污染多肽垂直修饰于电极表面，Aβ40识别序列用于识别Aβ40。
2.根据权利要求1所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器，其特征在于，所述刚性支撑序列为CPPPP，所述抗污染吸附序列为DKDKDKDK，所述Aβ40识别序列为KKLVFF。
3.一种权利要求1所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将g-C3N4悬浊液滴涂在预处理后的电极表面，并在室温下自然干燥，即得g-C3N4/GCE电极；
（2）采用恒电流沉积技术在电极表面电沉积以形成PANI薄膜，然后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的PANI，得到PANI/g-C3N4/GCE电极；
（3）接下来用含有0.4 M的1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1 M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液来活化peptide0.2 mg/mL上的羧基1 h，将活化过后的peptide滴到电极上，使其与PANI上的氨基进行结合，形成酰胺键，随后使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的peptide，得到peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极；
（4）接下来将不同浓度的Aβ40缓冲液滴涂到修饰peptide的电极上进行孵育，特异性结合后用磷酸盐缓冲液将未结合的Aβ40冲洗掉，得到Aβ40/peptide/PANI/g-C3N4/GCE电极；
（5）最后将Aptamer-CdS QDs滴涂到电极上完成适体与Aβ40的结合，使用磷酸盐缓冲溶液冲洗未结合的Aptamer-CdS QDs，得到电化学发光传感器。
4.根据权利要求3所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，所述电极采用玻碳电极，玻碳电极预处理方法为：分别用粒度为0.3和0.05 μm的氧化铝粉末对玻碳电极进行抛光处理，用乙醇和二次水进行超声处理，最后用氮气干燥。
5.根据权利要求3所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，步骤（1）g-C3N4悬浊液中g-C3N4的浓度范围为0.2 mg/mL -1.0 mg/mL。
6.根据权利要求3所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，步骤（2）中电沉积时间为10 min。
7.根据权利要求3所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，步骤（4）中孵育条件为：在37℃下孵育2-9小时。
8.根据权利要求3所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，所述Aptamer-CdS QDs的制备方法，具体包括以下步骤：
（101）首先，将巯基乙酸加入到氯化镉溶液中，并通入氮气来除去圆底烧瓶中的氧气；用氢氧化钠溶液调节体系的pH，溶液变澄清后迅速加入硫化钠溶液，加热至沸腾并回流4h，回流结束后冷却至室温即可得到CdS QDs，制备好的CdS QDs储存在4℃冰箱备用；
（102）用含有0.4 M的1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.1 M的N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液对CdS QDs上的羧基进行活化，然后加入氨基修饰的Aptamer使其在37℃下结合从而得到Aptamer-CdS QDs。
9.根据权利要求6所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，所述步骤（102）中，Aptamer的浓度范围为0.0001 μM -1.0 μM，Aptamer与CdS QDs的活化时间为2-10小时。
10.根据权利要求6所述的检测β-淀粉样蛋白的抗污染生物传感器的构建方法，其特征在于，所述步骤（102）中，Aptamer的浓度为0.01 μM，Aptamer与CdS QDs的活化时间为6小时。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501117B1 (ko) * 2013-12-02 2015-03-12 황완석 알츠하이머 질환 진단용 ecl 바이오 센서 및 그의 제조 방법
CN110196272A (zh) * 2019-06-28 2019-09-03 西南大学 检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法
CN114002280A (zh) * 2021-10-18 2022-02-01 济南大学 一种多巴胺敏化钛酸镁己烯雌酚抗污染型光电化学传感器的制备方法
CN114034747A (zh) * 2021-07-01 2022-02-11 青岛科技大学 一种检测β-淀粉样蛋白寡聚物的阴极光致电化学生物传感器及其构建方法
CN114216943A (zh) * 2021-11-26 2022-03-22 青岛科技大学 一种基于dna-多肽偶联物的抗污染电化学免疫传感器及其制备方法与应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501117B1 (ko) * 2013-12-02 2015-03-12 황완석 알츠하이머 질환 진단용 ecl 바이오 센서 및 그의 제조 방법
CN110196272A (zh) * 2019-06-28 2019-09-03 西南大学 检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法
CN114034747A (zh) * 2021-07-01 2022-02-11 青岛科技大学 一种检测β-淀粉样蛋白寡聚物的阴极光致电化学生物传感器及其构建方法
CN114002280A (zh) * 2021-10-18 2022-02-01 济南大学 一种多巴胺敏化钛酸镁己烯雌酚抗污染型光电化学传感器的制备方法
CN114216943A (zh) * 2021-11-26 2022-03-22 青岛科技大学 一种基于dna-多肽偶联物的抗污染电化学免疫传感器及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Li Zhenjiang 等.The construction of electrochemical aptasensor based on coral-like polyaniline and Au nano-particles for the sensitive detection of prostate specific antigen.Sensors and Actuators B: Chemical.2019,第295卷全文. *
Liu Nianzu 等.Electrochemical sensing interfaces based on hierarchically architectured zwitterionic peptides for ultralow fouling detection of alpha fetoprotein in serum.Analytica Chimica Acta.2021,第1146卷全文. *
刘佳莉 等.基于红荧烯纳米材料构建电致化学发光免疫传感器用于灵敏检测β淀粉样蛋白的研究.化学传感器.2017,(第02期),全文. *

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