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一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器制造技术

技术编号:14244420 阅读:36 留言:0更新日期:2016-12-22 00:02
本发明专利技术涉及一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器的制备方法及应用,属于新型功能纳米复合材料的制备和生物传感器检测技术领域。基于聚多巴胺胶囊的高负载特性,用聚多巴胺胶囊吸附Cd2+,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊,用于标记凝血酶核酸适配体;采用原位生长方法在聚多巴胺复合胶囊上原位生成CdS纳米粒子;利用TiO2与聚多巴胺复合胶囊中的CdS之间的协同效应和核酸适配体与目标物的特异性识别功能,成功构建成本低廉、操作简便的夹心型光电化学免疫传感器,实现了凝血酶的高灵敏检测。

一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器

【技术实现步骤摘要】

一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器

本专利技术涉及一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体传感器的制备方法及应用,属于新型功能纳米复合材料的制备和生物传感器检测

技术介绍
由丝氨酸蛋白质水解而成的凝血酶是一种重要的丝氨酸蛋白酶。在人体生理和病理过程中都发挥着重要作用,可以作为相关疾病诊断的生物标识物。衡量凝血机制的重要指标是凝血酶的浓度和活性,对于揭示肿瘤的发生机制及作为早期诊断、治疗、疗效及愈后的判断依据意义重大。光电化学免疫传感器是一种较为新颖、发展迅速的传感器,它兼具了光化学方法和电化学技术的优势;同时,核酸适配体是通过SELEX技术筛选出来的,将筛选出来的适配体作为识别元件与光电化学传感器相结合,具有适配体的高选择性和特异性结合的优势,又具有光电化学传感器的体积小,选择性和灵敏性高、操作简单、低成本等优点。本专利技术制备了一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器。本专利技术采用溶剂热法制备TiO2纳米材料,利用聚多巴胺胶囊吸附Cd2+得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊,用于标记凝血酶核酸适配体,通过原位生长方式在聚多巴胺胶囊上原位生成CdS纳米粒子,由于TiO2与原位生成的CdS之间的协同效应显示出非常优异的光电化学活性,提高了传感器的灵敏度,扩宽了线性范围,有效地降低了传感器的检出限,实现了对凝血酶的超灵敏检测。该方法结合光电化学和核酸适配体技术,具有灵敏度高、特异性好、操作便捷等优点,有效克服了目前凝血酶检测方法的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是利用聚多巴胺胶囊吸附Cd2+,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊,利用原位生长方法,在聚多巴胺胶囊上原位生成CdS纳米粒子。本专利技术的目的之二是基于TiO2与聚多巴胺胶囊上CdS之间协同效应和核酸适配体与目标物的特异性识别功能,构建了一种夹心型光电化学免疫传感器,实现凝血酶的超灵敏检测。本专利技术的技术方案如下:1. 一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器的制备(1)在聚多巴胺胶囊溶液中滴加1~3 mL的1 mol/L的硝酸镉溶液,充分振荡,离心除去上层清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊;加入2 mL凝血酶核酸适配体溶液,在4°C恒温振荡箱中振荡2~6 h,离心去除上清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体;加入2 mL的质量分数1%的牛血清白蛋白BSA溶液,常温下振荡1 h,离心除去上清液;再加入超纯水2 mL,充分分散,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液,4°C冰箱储存备用;(2)将2.5×0.8 cm2的ITO电极依次浸没在50°C的丙酮、水、乙醇和水中分别超声清洗30 min,然后用高纯氮气吹干;滴加10 µL的1~6 mg/mL的TiO2纳米粒子悬浮液于ITO电极,用马弗炉300~600°C煅烧后,得到TiO2纳米粒子修饰的ITO电极,冷却到室温;(3)在TiO2纳米粒子修饰的ITO电极上,依次滴加6 µL的2~7 μmol/L凝血酶核酸适配体,质量分数1%的牛血清白蛋白,封闭非特异性结合位点,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(4)滴加1×10-15~1×10-11 mol/L一系列不同浓度的凝血酶溶液,反应30 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(5)滴加6 µL的Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液到电极表面,反应20~40 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(6)滴加6 μL的0.1~1.0 mol/L的Na2S溶液,反应10~30 min,用超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干,制备得到了一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器。 2. 聚多巴胺胶囊的制备(1)将1~5 mL的质量体积分数为2.5%且直径为300 nm的聚苯乙烯微球乙醇分散液加入到OP-10乳化剂中乳化5~15 min,然后分散到80 mL的10 mmol/L的pH 8.5三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中,超声分散10 min;加入20~60 mg多巴胺,在室温下磁力搅拌反应2~48 h,离心分离,水洗三次,乙醇洗三次,得到聚多巴胺@聚苯乙烯微球,分散在乙醇中备用;(2)将制备好的聚多巴胺@聚苯乙烯微球溶解分散到50~200 mL四氢呋喃中,磁力搅拌反应6~48 h,离心分离,然后依次用四氢呋喃、乙醇和水分别离心洗涤三次,离心结束后除去上层清液,得到聚多巴胺胶囊,加超纯水分散。3. TiO2纳米粒子的制备取0.01~0.03 mol原钛酸四丁酯溶解在20~40 mL乙醇溶液中,然后在磁力搅拌下向上述溶液中逐滴滴加10 mL的超纯水,30°C反应60~180 min后,将悬浊液转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,并保持在100~200°C条件下反应2~24 h;收集所制备的沉淀物,并分别用无水乙醇和超纯水彻底离心洗涤各三次,然后在50°C真空干燥箱中干燥24 h,研磨成粉末备用。4. 凝血酶的检测方法(1)采用三电极体系进行检测,如权利要求1所制备的光电化学传感器为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为辅助电极,利用光电化学工作站进行检测,光电检测采用i-t测试手段,偏压设置为0 V,光源为白光,每隔10 s进行开关灯;(2)在10 mL含0.1 mol/L抗坏血酸的pH 7.4的PBS缓冲溶液中,通过光电化学工作站检测1×10-15~1×10-11 mol/L一系列不同浓度的凝血酶标准溶液,通过记录开关灯前后产生的不同光电流信号,绘制工作曲线;(3)将待测样品溶液代替凝血酶标准溶液进行检测,检测的结果可通过工作曲线的查得。本专利技术的有益成果(1)聚多巴胺的高负载性能,有利于Cd2+的负载,得到了Cd2+@聚多巴胺复合胶囊,从而制备了新颖的标记材料。(2)基于TiO2基底材料与聚多巴胺复合胶囊上原位生长的CdS之间的协同效应,降低了降低了检测限,实现了超灵敏检测。实施例1一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器的制备(1)在聚多巴胺胶囊溶液中滴加1 mL的1 mol/L的硝酸镉溶液,充分振荡,离心除去上层清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊;加入2 mL凝血酶核酸适配体溶液,在4°C恒温振荡箱中振荡2 h,离心去除上清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体;加入2 mL的质量分数1%的牛血清白蛋白BSA溶液,常温下振荡1 h,离心除去上清液;再加入超纯水2 mL,充分分散,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液,4°C冰箱储存备用;(2)将2.5×0.8 cm2的ITO电极依次浸没在50°C的丙酮、水、乙醇和水中分别超声清洗30 min,然后用高纯氮气吹干;滴加10 µL的1 mg/mL的TiO2纳米粒子悬浮液于ITO电极,用马弗炉300°C煅烧后,得到TiO2纳米粒子修饰的ITO电极,冷却到室温;(3)在TiO2纳米粒子修饰的ITO电极上,依次滴加6 µL的2 μmol/L凝血酶核酸适配体,质量分数1%的牛血清白蛋白,封闭非特异性结合位点,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(4)滴加1×10-15~1×10-11 mol/L一系列不同浓度的凝血酶溶液,反应30 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器,其特征在于,包括以下步骤:(1)在聚多巴胺胶囊溶液中滴加1~3 mL的1 mol/L的硝酸镉溶液,充分振荡,离心除去上层清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊;加入2 mL凝血酶核酸适配体溶液,在4°C恒温振荡箱中振荡2~6 h,离心去除上清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体;加入2 mL的质量分数1%的牛血清白蛋白BSA溶液,常温下振荡1 h,离心除去上清液;再加入超纯水2 mL,充分分散,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液,4°C冰箱储存备用;(2)将2.5×0.8 cm2的ITO电极依次浸没在50°C的丙酮、水、乙醇和水中分别超声清洗30 min,然后用高纯氮气吹干;滴加10 µL的1~6 mg/mL的TiO2纳米粒子悬浮液于ITO电极,用马弗炉300~600°C煅烧后,得到TiO2纳米粒子修饰的ITO电极,冷却到室温;(3)在TiO2纳米粒子修饰的ITO电极上,依次滴加6 µL的2~7 μmol/L凝血酶核酸适配体,质量分数1%的牛血清白蛋白,封闭非特异性结合位点,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(4)滴加1×10‑15~1×10‑11 mol/L一系列不同浓度的凝血酶溶液,反应30 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(5)滴加6 µL的Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液到电极表面,反应20~40 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(6)滴加6 μL的0.1~1.0 mol/L的Na2S溶液,反应10~30 min,用超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干,制备得到了一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器,其特征在于,包括以下步骤:(1)在聚多巴胺胶囊溶液中滴加1~3 mL的1 mol/L的硝酸镉溶液,充分振荡,离心除去上层清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊;加入2 mL凝血酶核酸适配体溶液,在4°C恒温振荡箱中振荡2~6 h,离心去除上清液,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体;加入2 mL的质量分数1%的牛血清白蛋白BSA溶液,常温下振荡1 h,离心除去上清液;再加入超纯水2 mL,充分分散,得到Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液,4°C冰箱储存备用;(2)将2.5×0.8 cm2的ITO电极依次浸没在50°C的丙酮、水、乙醇和水中分别超声清洗30 min,然后用高纯氮气吹干;滴加10 µL的1~6 mg/mL的TiO2纳米粒子悬浮液于ITO电极,用马弗炉300~600°C煅烧后,得到TiO2纳米粒子修饰的ITO电极,冷却到室温;(3)在TiO2纳米粒子修饰的ITO电极上,依次滴加6 µL的2~7 μmol/L凝血酶核酸适配体,质量分数1%的牛血清白蛋白,封闭非特异性结合位点,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(4)滴加1×10-15~1×10-11 mol/L一系列不同浓度的凝血酶溶液,反应30 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(5)滴加6 µL的Cd2+@聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体溶液到电极表面,反应20~40 min,超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干;(6)滴加6 μL的0.1~1.0 mol/L的Na2S溶液,反应10~30 min,用超纯水冲洗,4°C冰箱中晾干,制备得到了一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器。2.如权利要求1所述的一种基于聚多巴胺复合胶囊标记的凝血酶核酸适配体光电化学传感器,所述的聚多巴胺胶囊,其特征在于,包括以下步骤:(1)将1~5 mL的质量体积分数为2.5%且直径为300 nm的聚苯乙烯微球乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员:范大伟王欢王耀光任祥魏琴杜斌吴丹马洪敏胡丽华
申请(专利权)人:济南大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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