一种电化学发光传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种电化学发光传感器。该电化学发光传感器为由发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，其由电极和位于所述电极表面的发光化合物修饰的金属有机框架薄层组成。所述电极为玻碳电极、碳糊电极、碳电极、碳纤维电极或ITO导电玻璃。所述发光化合物可为三联吡啶钌。本发明专利技术结合电化学沉积技术，使发光化合物固定于金属有机框架薄层内并修饰在电极表面，共反应物或待测物可直接进入薄层内进行检测，结合免疫反应，实现了新型电化发光传感界面的构建及其超敏的免疫分析。本发明专利技术方法简单、成本低，且将能够检测极低浓度的急性心肌梗死标志物，可用于基于生物亲和的单目标分析物检测与多目标分析物多通道检测，具有巨大的应用前景。

An electrochemiluminescence sensor

The invention discloses an electrochemiluminescence sensor. The electrochemiluminescence sensor is a thin metal frame layer electrode modified by a luminescent compound, which is composed of a thin layer of metal organic frame modified by an electrode and a luminescent compound on the surface of the electrode. The electrode is a glassy carbon electrode, a carbon paste electrode, a carbon electrode, a carbon fiber electrode or a ITO conductive glass. The luminescent compound is a ruthenium tripyridine. Combined with electrochemical deposition technology, the luminescent compound is immobilized on the thin layer of metal organic frame and modified on the surface of the electrode. The co reactants or the substances to be measured can be directly detected in the thin layer. In combination with the immune reaction, the construction of a new electroluminescent sensing interface and its hypersensitive immunoassay have been realized. The method is simple, low cost, and will be able to detect acute myocardial infarction markers with very low concentration. It can be used for detection of single target analyte based on biological affinity and multi-channel detection of multi target analyte. It has great application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种电化学发光传感器
本专利技术属于传感器领域，涉及一种电化学发光传感器。
技术介绍
急性心肌梗死是目前世界上最常见的疾病死亡原因之一。针对高发病率和高死亡率急性心肌梗死对快速、灵敏、低成本体外诊断技术的迫切需求，急需开展无标记纳米化学发光新一代体外诊断技术及其在急性心肌梗死快速诊断中的应用研究,发展高敏感性、高特异性的急性心肌梗死快速诊断新方法。对于指定免疫对的免疫分析法，因免疫体系具有优良的特异识别特性而呈现出极好的选择性，故提高免疫分析的灵敏度已成为创新免疫分析法的关键切入点。因免疫检测对象(如蛋白质)大都没有显著分析信号的直接输出，纳米材料的应用已成为免疫分析中的重要策略。迄今为止，纳米材料如金、银等金属纳米材料、金属硫化物(或金属硒化物、金属碲化物)等量子点(QDs)、金属氧化物纳米材料、纳米硅和纳米碳具有独特的光学、电学、电化学、催化和力学性质，用于电化学发光免疫分析亦可得到高敏的免疫信号输出。而金属有机框架(MOFs)材料是由中心金属离子和有机配体自行组装而成的一类新型类沸石多孔材料，因此可以通过设计特定结构的有机配体与不同的中心金属离子进行配位，从而构筑多种结构新颖的功能化合物。作为一种绿色环保、结构易于设计控制、功能多样化、来源广泛的新型多孔材料，由于其具有独特的光、电、磁、催化和吸附等性能，使其显示出了诱人的应用前景，并在电化学发光免疫分析中得到实际应用。例如，Yuan等合成了N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺修饰的MOFs作为电化学发光指示剂标记于二抗上，在玻璃碳电极上构建了夹心型的免疫传感器，实现了人乳腺癌细胞中粘蛋白的超灵敏检测。类似地，钌复合物修饰的MOFs既可用于体内外标记、生物光分析和生物光学成像，亦可用于电化学发光免疫分析。例如，Yin等将钌复合物功能化的MOFs与氧化石墨烯混合滴涂于玻璃碳电极表面，进行电化学和电化学发光检测。然而，以往利用这些发光试剂合成的MOFs修饰的生物传感器通常采用先合成功能化的MOFs标记物再修饰于电极表面进行电化学发光分析的策略，这样，不可避免的复杂操作限制了电化学发光免疫分析在急性心肌梗死对快速、灵敏的体外诊断技术的迫切需求，溶液的更换也加大了实验操作的繁复性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电化学发光传感器。本专利技术要求保护一种的电化学发光传感器，也即由发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，其由电极和位于所述电极表面的发光化合物修饰的金属有机框架薄层组成。上述发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极中，所述电极为玻碳电极、碳糊电极、碳电极、碳纤维电极或ITO导电玻璃。所述发光化合物为三联吡啶钌和三联吡啶钌衍生物中的至少一种；所述金属有机框架薄层由金属盐和均苯三酸经电沉积法制得；所述金属盐具体为锌盐或铜盐；所述锌盐更具体为硝酸锌、醋酸锌或氯化锌。所述发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极可由下述本专利技术提供的方法制得。本专利技术提供的制备所述三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极的方法，包括如下步骤：利用原位电沉积法对工作电极进行电沉积，得到所述三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极；所用工作电极为玻碳电极、碳糊电极、碳电极、碳纤维电极或ITO导电玻璃；所用反应液中含有发光化合物、形成金属有机框架薄层的配体、支持电解质和水；所述发光化合物具体为三联吡啶钌和三联吡啶钌衍生物中的至少一种；所述形成金属有机框架的配体为锌盐和均苯三酸；所述锌盐具体为硝酸锌、醋酸锌或氯化锌；所述支持电解质选自硝酸钾、硝酸钠、氯化钠和硫酸钾中的至少一种。上述方法中，所述反应液由锌盐的水溶液、三联吡啶钌的水溶液、均苯三酸的乙醇溶液和硝酸钾组成；该反应液可由如下方法制得：将组成反应液的各物质混匀后，在室温下剧烈搅拌；所述搅拌的时间具体可为2.5-3.5小时，更具体可为3小时；所述工作电极的电极半径为1-5mm，具体为3mm。所述锌盐的水溶液的浓度为0.1mg/mL～1.8g/mL，具体为0.089g/mL；所述三联吡啶钌的水溶液的浓度为1mmol/L～0.1mol/L；所述均苯三酸的乙醇溶液的浓度为1mg/mL～3.5g/mL，具体为0.035g/mL；所述锌盐的水溶液、三联吡啶钌的水溶液、均苯三酸的乙醇溶液和硝酸钾的用量比为3mL：100μL：3mL：0.0303g。所用电解池为两电极或三电极系统；具体的，所述三电极系统中，所用对电极为铂片电极；所用参比电极为饱和甘汞电极。所述电沉积步骤中，负电位为0V(vs.SCE)～-2.0V(vs.SCE)；“vs.SCE”意为相对于饱和甘汞电极的电位；电沉积时间为1-10800s，具体为1500s。所述方法还可包括如下步骤：在所述电化学沉积步骤之前，将金属有机框架薄层电极按照常规方法进行清洗；具体可为按照如下方法进行清洗：将金属有机框架薄层电极先后在0.5和0.05μm的氧化铝悬浊液中打磨抛光处理，再用超纯水充分地冲洗电极表面，接下来分别在超纯水、乙醇、超纯水中各超声5min以除去电极表面残留的氧化铝粉末；然后，在电极表面滴加浓H2SO4洗液并保持15s，用超纯水冲洗；最后用电化学清洗以彻底除去污染物，再用大量超纯水冲洗后，氮气吹干。另外，所述三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极在电化学发光免疫分析或光电催化中的应用及所述在检测急性心肌梗死标志物中的应用，也属于本专利技术的保护范围。其中，所述急性心肌梗死标志物具体可为心型脂肪酸结合蛋白；所述检测步骤中，所用电极系统为三电极系统；工作电极为所述免疫修饰的所述三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极；免疫修饰的方法为常规方法。对电极为铂丝；参比电极为Ag/AgCl电极；电解液为含有0.1mol/L三乙醇胺的0.1mol/L磷酸缓冲液，pH值为7.0；扫描区间为0V～1.35V(vs.Ag/AgCl)，光电倍增管PMT设置为800V。本专利技术利用电化学沉积法构建了一种新型的如三联吡啶钌等发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极。本专利技术采用三电极系统，在电解池中加入所需反应液，在工作电极上施加负电位，电解池就发生电化学反应，在电极表面原位电生成氢氧根离子，激活中性配体去质子化，调控金属有机框架晶体薄层的生长。由于带负电的均苯三酸配体和带正电荷的三联吡啶钌离子的静电吸引作用，将三联吡啶钌等发光化合物分子带入到金属有机框架的晶体中，从而用一步原位电沉积法获得了三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极。将这种修饰电极用于无标记的电化学发光免疫分析，间接了实现样品中目标分析物的定量分析，使得电化学发光方法可以检测低至fg/mL水平的蛋白质。与现有技术相比，本专利技术方法简单、成本低，且能够检测极低浓度的急性心肌梗死标志物(心型脂肪酸结合蛋白，FABP)，可用于基于生物亲和的单目标分析物检测与多目标分析物多通道检测。在研究基于三联吡啶钌的电化学发光以及光电催化等方面具有巨大的应用前景。附图说明图1为实施例1的(常规)电化学沉积法构建新型的三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层装置示意图，其中1-电化学工作站，2-溶液，3-工作电极，4-对电极，5-参比电极，6-三联吡啶钌修饰的金属有机框架薄层电极。图2为实施例1的免疫反应示意图。研究体系是心型脂肪酸结合蛋白在修饰电极上的免疫反应。图3为实施例1的电化学发光信号图。图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，由电极和位于所述电极表面的发光化合物修饰的金属有机框架薄层组成。

【技术特征摘要】
1.发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，由电极和位于所述电极表面的发光化合物修饰的金属有机框架薄层组成。2.根据权利要求1所述的发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，其特征在于：所述电极为玻碳电极、碳糊电极、碳电极、碳纤维电极或ITO导电玻璃；所述发光化合物为三联吡啶钌和三联吡啶钌衍生物中的至少一种；所述金属有机框架薄层由金属盐和均苯三酸经电沉积法制得；所述金属盐具体为锌盐或铜盐；所述锌盐更具体为硝酸锌、醋酸锌或氯化锌。3.根据权利要求1或2所述的发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极，其特征在于：所述发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极由权利要求4-7任一所述方法制得。4.一种制备权利要求1或2所述发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极的方法，包括如下步骤：利用原位电沉积法对工作电极进行电沉积，得到所述发光化合物修饰的金属有机框架薄层电极；所用工作电极为玻碳电极、碳糊电极、碳电极、碳纤维电极或ITO导电玻璃；所用反应液中含有发光化合物、形成金属有机框架薄层的配体、支持电解质和水。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述发光化合物为三联吡啶钌和三联吡啶钌衍生物中的至少一种；所述形成金属有机框架的配体为锌盐和均苯三酸；所述锌盐具体为硝酸锌、醋酸锌或氯化锌；所述支持电解质选自硝酸钾、硝酸钠、氯化钠和硫酸钾中的至少一种；所述反应液由锌盐的水溶液、三联吡啶钌的水溶液、均苯三酸的乙醇溶液和硝酸钾组成；所述工作电极的半径为1-5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵元华，覃晓丽，王茗涵，董逸帆，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11