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磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器及方法技术

技术编号:15004977 阅读:115 留言:0更新日期:2017-04-04 12:53
本发明专利技术公开了一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器及方法。采用抗体修饰电极捕获禽流感病毒H5N1,然后标记磁珠;在磁场控制下,采用电化学方法使磁珠标记物转化生成普鲁士蓝;基于生成的普鲁士蓝的电化学还原峰定量检测禽流感病毒,形成生物传感器。本发明专利技术的方法创新了提出了磁性纳米料子的新性质,在充分利用磁珠的分离富集功能的基础上引入电化学转化产生电化学活性普鲁士蓝,获得其能灵敏检测禽流感病毒H5N1的生物传感器,方法简便、低成本,可灵敏检测禽流感病毒H5N1,应用前景好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料科学及电化学生物传感领域,尤其是一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器及方法
技术介绍
磁性纳米材料作为一种纳米材料,不但具有比表面积大、生物相容性好、富含表面功能基团、表面自由能高等优点,广泛用于高效固定大量生物分子,而且基于其独特磁性在磁分离富集和磁热疗等领域备受重视。然而,当前磁珠涉及的应用主要基于磁性,其本身化学/电化学性质的应用鲜有开拓。生物传感研究中,信号输出和放大是决定检测性能的最关键因素之一,当前基于纳米材料优异性质而实现信号输出和放大是研究前沿和应用热点。当前研究中,磁性材料常用于在样品中快速和高效分离目标物,在信号输出方面应用极少。其它纳米材料,如贵金属纳米颗粒、碳纳米管/纤维和半导体量子点等,因具有优异表面修饰功能和独特的光、电、热等性质而广泛用于信号输出,但前期修饰和功能化过程中涉及大量分离步骤,频繁使用离心、超滤和透析等手段,繁琐而耗时。因此,可快速分离且信号输出/放大功能丰富的新材料和新方法可望显著便利生物传感器构建与检测,提升性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器及方法,基于磁珠标记物高效放大信号进行禽流H5N1生物传感检测。本专利技术采用以下技术方案:一、一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器:包括由磁珠转化而成的普鲁士蓝和三电极系统,三电极系统以饱和甘汞电极为参比电极,碳电极为对电极,ConA修饰磁珠标记电极为工作电极。二、一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器的制备方法:制备获得作为参比电极的饱和甘汞电极和作为对电极的碳电极,所述ConA修饰磁珠标记电极和普鲁士蓝具体制备过程如下:1)处理磁珠水溶液制备获得ConA修饰磁珠分散液;2)由ConA修饰磁珠分散液处理获得ConA修饰磁珠标记电极;3)将ConA修饰磁珠标记电极置于铁氰化钾和硫酸钾混合溶液中,采用三电极系统,ConA修饰磁珠标记电极为工作电极,甘汞电极为参比电极,碳棒为对电极,进行多电位阶越(1.60V,450s;0V,250s)扫描获得普鲁士蓝。本专利技术将普鲁士蓝在0.1M酸性K2SO4溶液中-0.3V~0.5V扫循环伏安,根据普鲁士蓝的氧化或还原峰电流定量样品中禽流感病毒H5N1的浓度。所述步骤1)具体如下:1.1)将磁珠水溶液在工作频率为40kHz,功率为160W的超声作用下分散5min,得到分散均匀的磁珠分散液;1.2)将用于羧基化磁珠的柠檬酸与磁珠分散液混合,静置于旋转仪上12h过夜得到羧基化磁珠分散液,柠檬酸的含量为0.1mmol-0.3mmol每毫克磁珠;1.3)将上述羧基化磁珠分散液依次进行磁性分离、去除上清液,然后将磁珠用磷酸盐缓冲液清洗三次,然后分散于15mLMES缓冲液中,使得磁珠的最终浓度约为1mg/mL,4℃下保存;1.4)将EDC(2mg,10mM)和NHS(0.35mg,15mM)加入到1mL上述羧基化磁珠的MES分散液中,常温下搅拌反应2小时,用磷酸缓冲液(pH6.0)磁性分离、去除上清液,用磷酸盐缓冲液重复清洗三次,得到活化磁珠,分散在1mL磷酸缓冲液中;1.5)取活化磁珠与伴刀豆球蛋白A(ConA)于常温下反应,用磷酸缓冲液(pH6.0)磁性分离、去除上清液,用磷酸盐缓冲液重复清洗三次,得到ConA修饰磁珠,分散在1mL磷酸缓冲液中,在冰箱中4℃保存;所述步骤1)具体如下:2.1)将干净的金磁电极在二硫双琥珀酰亚胺基丙酸酯(DTSP)的丙酮溶液中浸泡,丙酮洗3次,然后超纯水洗3次,获得DTSP修饰金磁电极;2.2)在DTSP修饰金磁电极上滴加伴刀豆球蛋白A溶液,常温下反应,用PBS缓冲液(pH7.0)清洗,获得蛋白A修饰金磁电极;2.3)在伴刀豆球蛋白A修饰金磁电极表面滴加禽流感病毒H5N1抗体溶液,常温下反应,用PBS缓冲液(pH7.0)清洗,获得抗体修饰金磁电极;2.4)在抗体修饰金磁电极表面滴加牛血清白蛋白(BSA)溶液,常温下反应以封闭非特异性结合位点,用PBS缓冲液(pH7.0)清洗,最终获得传感电极;2.5)在传感电极表面滴加禽流感病毒H5N1悬浊液,常温下培育,用PBS缓冲液清洗,获得检测电极;2.6)取ConA修饰磁珠分散液滴加到检测电极表面,常温反应,用PBS缓冲液清洗,获得ConA修饰磁珠标记电极。所述的干净的金磁电极采用以下方式清洗:金磁电极依次在砂纸、0.5μm氧化铝粉末和0.05μm氧化铝粉末中打磨,打磨后经充分清洗,再依次在超纯水、乙醇和超纯水中各超声5分钟,配制Prihna溶液滴加5μL于电极表面,保持5分钟,最后采用大量水进行清洗。所述步骤1.2)中柠檬酸与磁珠分散液的配比为0.1mmol-0.3mmol每毫克磁性纳米料子。所述步骤1.5)中活化磁珠与ConA的质量比为1:5-1:10,时间为1h,反应时间为45-90min。所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M-0.05M,pH≤6.0;所述的MES,浓度为0.01M-0.05M,pH≤6.0。所述步骤2.2)中DTSP浓度为1-5mM,反应时间为4-18h。优选的反应时间是12h。所述步骤2.2)中伴刀豆球蛋白A溶液的浓度为0.1-0.5mgmL-1,反应时间为45-90min。所述步骤2.3)中禽流感病毒H5N1抗体溶液的浓度为0.1-0.5mgmL-1,反应时间为45-90min。所述步骤2.4)中用于封闭的牛血清白蛋白溶液的浓度为5%-10%,反应时间为45-90min。所述步骤2.5)中禽流感病毒H5N1的浓度为0.0025-0.16HAU,禽流感病毒H5N1培育时间为30-60min。所步骤2.6)中ConA修饰磁珠分散液用量为5-10μL,培育时间为30-60min。所述步骤3)种铁氰化钾和硫酸钾混合溶液中铁氰化钾和硫酸钾的浓度分别为0.1-5mM和0.1M。所述多电位阶跃采用以下参数:第一阶段,电压1.60V,时长450s;第二阶段电压0V,时长250s。所述多电位阶跃替换为循环伏安法,循环伏安法参数为:高电位1.65V,低电位为-0.3V,所用溶液pH≤6.0。本专利技术采用抗体修饰电极捕获禽流感病毒H5N1,然后标记磁珠;在磁场控制下,采用电化学方法使磁珠标记物转化生成普鲁士蓝;基于生成的普鲁士蓝的电化学还原峰定量检测禽流感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器,其特征在于包括由磁珠转化而成的普鲁士蓝和三电极系统,三电极系统以饱和甘汞电极为参比电极,碳电极为对电极,Con A修饰磁珠标记电极为工作电极。

【技术特征摘要】
1.一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传感器,其特征在于包括
由磁珠转化而成的普鲁士蓝和三电极系统,三电极系统以饱和甘汞电极为参比
电极,碳电极为对电极,ConA修饰磁珠标记电极为工作电极。
2.根据权利要求1所述的一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传
感器的制备方法,制备获得作为参比电极的饱和甘汞电极和作为对电极的碳电
极,其特征在于,所述ConA修饰磁珠标记电极和普鲁士蓝具体制备过程如下:
1)处理磁珠水溶液制备获得ConA修饰磁珠分散液;
2)由ConA修饰磁珠分散液处理获得ConA修饰磁珠标记电极;
3)将ConA修饰磁珠标记电极置于铁氰化钾和硫酸钾混合溶液中,采用三
电极系统,ConA修饰磁珠标记电极为工作电极,甘汞电极为参比电极,碳棒为
对电极,进行多电位阶越扫描获得普鲁士蓝。
3.根据权利要求2所述的一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传
感器的制备方法,其特征在于,所述步骤1)具体如下:
1.1)将磁珠水溶液在工作频率为40kHz,功率为160W的超声作用下分散
5min,得到分散均匀的磁珠分散液;
1.2)将用于羧基化磁珠的柠檬酸与磁珠分散液混合,静置于旋转仪上12h
过夜得到羧基化磁珠分散液,柠檬酸的含量为0.1mmol-0.3mmol每毫克磁珠;
1.3)将上述羧基化磁珠分散液依次进行磁性分离、去除上清液,然后将磁
珠用磷酸盐缓冲液清洗三次,然后分散于MES缓冲液中,使得磁珠的最终浓度
约为1mg/mL,4℃下保存;
1.4)将EDC(2mg,10mM)和NHS(0.35mg,15mM)加入到1mL上
述羧基化磁珠的MES分散液中,常温下搅拌反应2小时,用磷酸缓冲液(pH6.0)
磁性分离、去除上清液,重复清洗三次,得到活化磁珠,分散在1mL磷酸缓冲
液中;
1.5)取活化磁珠与伴刀豆球蛋白A(ConA)于常温下反应,用磷酸缓冲液
(pH6.0)磁性分离、去除上清液,重复清洗三次,得到ConA修饰磁珠,分散
在1mL磷酸缓冲液中,在冰箱中4℃保存。
4.根据权利要求2所述的一种磁珠转化普鲁士蓝的禽流感病毒免疫生物传
感器的制备方法,其特征在于,所述步骤1)具体如下:
2.1)将干净的金磁电极在二硫双琥珀酰亚胺基丙酸酯(DTSP)的丙酮溶液
中浸泡,丙酮洗3次,然后超纯水洗3次,获得DTSP修饰金磁电极;
2.2)在DTSP修饰金磁电极上滴加伴刀豆球蛋白A溶液,常温下反应,用
PBS缓冲液(pH7.0)清洗,获得蛋白A修饰金磁电极;
2.3)在伴刀豆球蛋白A修饰金磁电极表面滴加禽流感病毒H5N1抗体溶液,
常温下反应,用PBS缓冲液(pH7.0)清洗,获得抗体修饰金磁电极;
2.4)在抗体修饰金磁电极表面滴加牛血清白蛋白...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅迎春李玲艳李延斌
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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