一种TiO2-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种TiO2-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法及其应用，属于生物传感检测技术领域。基于TiO2-CdSe复合物作为光电信标物质，CdSe量子点以其量子尺寸效应、介电效应及表面积效应，增强了TiO2的光电性能，可实现对实体组织目标DNA及其管家基因的灵敏、特异及快速检测，本发明专利技术制备的传感器具有设备简单、成本低、易于微型化和集成化的优点，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
—种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法及其应用，该传感器用于生物组织DNA的检测，属于生物传感检测
。
技术介绍
纵观适配体传感器的发展，可以发现大多数课题组对于DNA传感器的研究主要集中在短链DNA(20-60bp)，同时这些DNA大多是根据需要，事先根据一定的规则进行设计，然后由生物公司代工合成，但DNA片段并非实际存在，应用价值不大。若要使DNA生物传感器用于实际检测，则被检测的DNA应该是真实存在的，这就需要从实际问题中找寻需要检测、识别的DNA，然后根据需要，设计传感器，应用于实践。 鉴于此，本专利将利用T12-CdSe纳米复合材料的信号放大作用及体系中光致电信号的强度变化，对真实生物细胞经培养后抽提的DNA目标片段进行检测。本专利技术具有成本低、制备简单、灵敏度高、特异性好、检测快速等优点，克服了目前DNA检测方法局限于纯生物领域的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是基于赖氨酸对DNA的生物特异亲和性及T12-CdSe纳米复合材料，制备了一种特异性强，灵敏度高的光电生物传感器；本专利技术的目的之二是将该传感器用于实体组织抽提DNA的检测。 本专利技术的技术方案如下:1.一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法(1)将1.0 cmX2.5 cm的长方形ITO导电玻璃依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min,纯氮吹干，将其作为工作电极，钼丝为对电极，参比电极为饱和甘汞电极，以0.05、.2V/s扫速，在-1.5?2.5 V电位范围，在含有5 X 10_3 mol/L的L-赖氨酸、pH为6.0?9.0的PBS中，利用循环伏安技术，于工作电极表面电聚合L-赖氨酸，形成一层聚L-赖氨酸，真空干燥器中保存；(2)滴涂2?18μ?的T12-固态CdSe复合物或2?18μ?的T12-液态CdSe复合物到 (I)修饰的工作电极表面，4 °C冰箱中晾干； (3)继续滴涂10?20μ?、5?50 Pg/mL的目标DNA的上游引物或10?20 μ?、1(Γ20 Pg/mL管家DNA的上游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干； (4)继续滴涂10?20μ?、5?50 Pg/mL的目标DNA的下游引物或10?20 μ?、1(Γ20 Pg/mL管家DNA的下游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干，制得一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器。 2.上述T12-固态CdSe复合物和T12-液态CdSe复合物制备 (I)T12的制备 0.ΟΓΟ.03 mol的钛酸丁酯溶于30?90 ml乙醇中，逐滴加入至l(T30mL超纯水中，搅拌12 min，将得到的混合物转移至高压釜中，200 °C下反应10 h，用超纯水和无水乙醇分别清洗4?8次，80 °C下真空干燥12 h，制得T12; (2)CdSe的制备移取0.6?1.0 mL的巯基乙酸加入到60 mL超纯水中混匀，将其加入到盛有CdCl2溶液的250 mL三口烧瓶中，用I mol/L NaOH调pH至10，加入8?12 mL Na2SeSO3溶液，加热至沸腾，回流4 h，制得液态CdSe ;将液态CdSe加热干燥，制得固态CdSe ； 所述Na2SeSO3溶液是将I?20 mmol Se和5?15 mmol Na2SO3加入到50mL超纯水中，90°C反应3 h，过滤去渣，制得Na2SeSO3溶液； 所述CdCl2溶液是在250 mL三口烧瓶中，在搅拌状态下，将1?2 g CdCl2.2.5H20溶于40 mL超纯水制得；(3)T12-固态CdSe复合物的制备 将0.002?0.006 g T12,0.002?0.006 g固态CdSe于5 ml的离心管中，加入4 mL超纯水，震荡8?12 h, 11000转/min、23°C下离心15 min,分离得到固体,将固体加入I mL超纯水，超声，制得T12-固态CdSe复合物；(4)T12-液态CdSe复合物的制备 0.002?0.006 g T12与2?6mL液态CdSe于10 mL的离心管中，震荡8?12 h，11000转/min离心15 min,分离得到固体,将固体加入I mL超纯水,超声,制得T12-液态CdSe复合物。 3.目标DNA及其管家基因的检测步骤(1)使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，钼丝电极为辅助电极，所制备的T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器为工作电极，在1(T50 mL、pH7?9的PBS，0.Γθ.3 mmol/L的抗坏血酸缓冲溶液中进行测试；(2)用时间-电流法对目标DNA标准溶液或管家DNA标准溶液进行检测，输入电压为0.1 V，取样间隔20 S，取样时间20 S，运行时间400 S，光源选择365 nm、385 nm、405 nm、430 nm、450 nm、530 nm、570 nm、600 nm,记录电流变化,绘制工作曲线；(3 )将待测样品代替目标DNA标准溶液或管家DNA标准溶液，按照工作曲线的绘制方法进行测定。 本专利技术的成果:(I )L-赖氨酸有良好的热稳定性、生物亲和性，本专利技术中将L-赖氨酸进行电聚合，修饰于ITO电极表面，提供了可保持生物活性的固载DNA等生物大分子的方法，同时该方法不需经过预处理，电极选择性、灵敏度和重现性较好，电极响应快，测得线性范围为3.5 pmol/L?30 nmol/L,检测限为 1.2 pmol/L。 (2)本专利技术使用T12做为光电信标物质之一，拓展了 T12的使用范畴，同时利用CdSe量子点显著的量子尺寸效应及小的粒子尺寸，增强了传感器的光电性能。 (3)本专利技术所检测DNA均从实际生物组织中提取，实用价值高。 【具体实施方式】:为进一步说明，结合一下实施例具体说明:实施例1 一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法 (1)将1.0 cmX2.5 cm的长方形ITO导电玻璃依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min,纯氮吹干，将其作为工作电极，钼丝为对电极，参比电极为饱和甘汞电极，以0.05、.2乂/8扫速，在-1.5?2.5 V电位范围，在含有5 X 10_3 mol/L的L-赖氨酸、pH为6.0的PBS中，利用循环伏安技术，于工作电极表面电聚合L-赖氨酸，形成一层聚L-赖氨酸，真空干燥器中保存；(2)滴涂2PL的T12-固态CdSe复合物或2PL的T12-液态CdSe复合物到(I)修饰的工作电极表面，4 °C冰箱中晾干； (3)继续滴涂10μ?、5 Pg/mL的目标DNA的上游引物或10 μ?、10 Pg/mL管家DNA的上游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干；(4)继续滴涂10μ?、5 Pg/mL的目标DNA的下游引物或10 μ?ΛΟ Pg/mL管家DNA的下游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干，制得一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器。 实施例2 —种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法(1)将1.0 cmX2.5 cm的长方形ITO导电玻璃依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiO2‑CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法，其特征包括以下步骤：（1）将1.0 cm×2.5 cm的长方形ITO导电玻璃依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30 min，纯氮吹干，将其作为工作电极，铂丝为对电极，参比电极为饱和甘汞电极，以0.05~0.2 V/s扫速，在‑1.5~2.5 V电位范围，在含有5×10‑3 mol/L的L‑赖氨酸、pH为6.0~9.0的PBS中，利用循环伏安技术，于工作电极表面电聚合L‑赖氨酸，形成一层聚L‑赖氨酸，真空干燥器中保存；（2）滴涂2~18 µL 的TiO2‑固态CdSe复合物或2~18 µL 的TiO2‑液态CdSe复合物到（1）修饰的工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（3）继续滴涂10~20 µL、5~50 µg/mL的目标DNA的上游引物或10~20 µL、10~20 µg/mL管家DNA的上游引物到工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干；（4）继续滴涂10~20 µL、5~50 µg/mL的目标DNA的下游引物或10~20 µL、10~20 µg/mL管家DNA的下游引物到工作电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种TiO2‑CdSe纳米复合材料光电生物传感器。...

【技术特征摘要】
1.一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器的制备方法，其特征包括以下步骤: (1)将1.0 cmX2.5 cm的长方形ITO导电玻璃依次用丙酮、超纯水、乙醇超声清洗30min,纯氮吹干，将其作为工作电极，钼丝为对电极，参比电极为饱和甘汞电极，以0.05、.2V/s扫速，在-1.5?2.5 V电位范围，在含有5 X 10_3 mol/L的L-赖氨酸、pH为6.0?9.0的PBS中，利用循环伏安技术，于工作电极表面电聚合L-赖氨酸，形成一层聚L-赖氨酸，真空干燥器中保存； (2)滴涂2?18μ?的T12-固态CdSe复合物或2?18 μ?的T12-液态CdSe复合物到(I)修饰的工作电极表面，4 °C冰箱中晾干； (3)继续滴涂10?20μ?、5?50 Pg/mL的目标DNA的上游引物或10?20 μ?、1(Γ20 Pg/mL管家DNA的上游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干； (4)继续滴涂10?20μ?、5?50 Pg/mL的目标DNA的下游引物或10?20 μ?、1(Γ20 Pg/mL管家DNA的下游引物到工作电极表面，4 °C冰箱中晾干，制得一种T12-CdSe纳米复合材料光电生物传感器。2.根据权利要求1所述的一种T12-CdSe复合纳米材料光电生物体传感器的制备方法，所述T12-固态CdSe复合物和T12-液态CdSe复合物，制备步骤如下: (1)T12的制备 0.0Γ0.03 mol的钛酸丁酯溶于30?90 ml乙醇中，逐滴加入至l(T30mL超纯水中，搅拌.12 min，将得到的混合物转移至高压釜中，200 °C下反应10 h，用超纯水和无水乙醇分别清洗4?8次，80 °C下真空干燥12 h，制得T12; (2)CdSe的制备 移取0.6?1.0 mL的巯基乙酸加入到60 mL超纯水中混匀，将其加入到盛有CdCl2溶液的250 mL三口烧瓶中，用I mol/L NaOH调pH至10，加入8?12 mL Na2SeSO3溶液，加热至沸腾，回流4 h，制得液态C...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞雪辉，闫涛，魏琴，朱宝存，范大伟，马洪敏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37