本公开涉及一种基于金纳米颗粒和二碳化钛MXenes的双重催化鲁米诺电化学发光生物传感器，结合多位点识别策略和新型二维材料‑Ti3C2MXenes的还原性，形成AuNPs‑MXenes作为ECL信号探针，设计高灵敏度电化学发光传感平台来检测Hela外泌体。在该策略中，SA聚合物分子可以提供多位点识别界面以捕获更多适体以提高外泌体的捕获效率，这有助于改善生物传感器的灵敏度并且AuNP‑MXenes可以双重催化鲁米诺ECL信号增强。基于这两种双重扩增策略，获得了高灵敏度和高选择性的生物传感器来检测外泌体，另外，ECL生物传感器也用于血清中的外泌体检测。
【技术实现步骤摘要】
一种基于金纳米颗粒和二碳化钛MXenes的双重催化鲁米诺电化学发光生物传感器
本公开涉及一种二维纳米材料-Ti3C2MXenes利用其还原性，还原氯金酸形成AuNPs-MXenes的复合物，AuNPs-MXenes复合物双重催化鲁米诺电化学发光以及利用海藻酸钠的(SA)多位点效应构建电化学发光传感器检测外泌体的方法。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。外泌体是一种直径在30～100nm、具有双层膜结构的囊泡，可由多种细胞通过胞吐方式分泌至微环境中。外泌体存在于大多数人体液中，包括血液、尿液、唾液和母乳。它们由大多数哺乳动物细胞分泌，携带因子促进细胞-细胞通讯，包括mRNA、碳水化合物、蛋白质(CD63、CD81CD9和EpCAM)和DNA。据报道，外来体在抗肿瘤免疫应答、肿瘤诊断和其他过程中发挥重要作用，并且是早期癌症诊断的有希望的生物标志物。因此，用于外泌体检测的高灵敏度方法不仅对临床诊断有价值，而且还提供关于肿瘤生长和转移的基本生化过程的见解，同时还有助于进一步研究抗肿瘤免疫应答的相关机制。迄今为止，已经开发了用于外泌体检测的各种方法，包括蛋白印迹法，流式细胞术或酶联免疫吸附剂。这些方法具有一定的缺点，如昂贵的仪器、复杂的技术技能和耗时的操作等。因此，开发简单、灵敏和可靠的外泌体检测方法是一项巨大的挑战。近年来，电致化学发光(ECL)作为一种强大的分析技术，因为由于其高灵敏度，快速性，易控制性和低成本。它已广泛用于蛋白质、DNA、酶等物质的检测，因此，基于ECL的这些优点，它可以有望应用于外泌体检测，分析外泌体的活性。
技术实现思路
针对
技术介绍
，本公开涉及一种基于二碳化钛-MXenes和金纳米颗粒的双重催化鲁米诺电化学发光生物传感器与应用。具体来讲，本公开涉及以下方面的技术方案：在本公开的第一个典型的实施方式中，提供一种二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针，其特点是：该探针包括纳米片Ti3C2MXenes、氨基酸和修饰有羧基的CD63蛋白核酸适配体，所述纳米片Ti3C2MXenes通过Ti-N键与氨基酸相连，氨基酸通过酰胺键与核酸适配体相连。在本公开的第二个典型的实施方式中，提供所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针的制备方法，该方法包括：将纳米片Ti3C2MXenes和氨基酸置于水中混合均匀后，搅拌，分离得到沉淀物，将得到的沉淀物与适配体进行酰胺反应即可得到二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针。在本公开的第三个典型的实施方式中，提供一种与所述探针配合使用的生物传感器电极，包括：表面修饰有聚丙烯酰胺的基体电极、海藻酸钠和修饰有氨基的CD63蛋白核酸适配体；所述表面修饰有聚丙烯酰胺的基体电极和修饰有氨基的CD63蛋白核酸适配体均通过羧氨反应与海藻酸钠的连接。在本公开的第四个典型的实施方式中，提供所述生物传感器电极的制备方法，该方法包括：将聚丙烯酰胺溶液滴到基体电极上，干燥；然后将基体电极浸泡在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)和海藻酸钠的混合溶液中进行孵化；随后将基体电极进入核酸适配体溶液中进行孵化，得到生物传感器电极。在本公开的第五个典型的实施方式中，提供一种电致化学发光(ECL)生物传感器，该生物传感器包括所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针和所述生物传感器电极，当外泌体存在时，所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针、所述生物传感器电极和外泌体形成三明治结构(二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针-外泌体-生物传感器电极)，并将该三明治结构浸泡在氯金酸溶液中，原位形成AuNPs-二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针-外泌体-生物传感器电极，即为电致化学发光(ECL)生物传感器。在本公开的第六个典型的实施方式中，提供一种电致化学发光的试剂盒，该试剂盒包括所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针、所述生物传感器电极、鲁米诺和氯金酸溶液。在本公开的第七个典型的实施方式中，提供所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针、所述生物传感器电极或所述的电致化学发光(ECL)生物传感器或所述试剂盒在采用电致化学发光方法检测外泌体中的应用。在本公开的第八个典型的实施方式中，提供一种非诊断目的的检测外泌体的方法，该方法包括采用所述二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针、所述生物传感器电极或所述的电致化学发光(ECL)生物传感器或所述试剂盒在采用电致化学发光方法检测外泌体的步骤。与本专利技术人知晓的相关技术相比，本公开其中的一个技术方案具有如下有益效果：本申请结合多位点识别策略和新型二维材料-Ti3C2MXenes的还原性，形成AuNPs–MXenes-Apt作为ECL信号探针，设计高灵敏度电化学发光(ECL)传感平台来检测Hela外泌体。在该策略中，海藻酸钠(SA)聚合物分子可以提供多位点识别界面以捕获更多适配体以提高外泌体的捕获效率，这有助于改善生物传感器的灵敏度并且AuNP-MXenes-Apt可以双重催化鲁米诺使ECL信号增强。基于这两种双重扩增策略，获得了高灵敏度和高选择性的生物传感器来检测外泌体，另外，ECL生物传感器也用于血清中的外泌体检测。该传感器可作为检测外泌体的可行性工具，为外泌体的临床诊断等提供了有力的证据。附图说明构成本公开一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开电化学发光传感器的组装及机理示意图。图2是Ti3AlC2的SEM图。图3是MXenes的TEM图。图4是MXenes剥离前后的XRD图。图5是不同浓度外泌体的电化学发光传感器的信号响应；a-h代表:102,5×102,103,2.5×103,5×103,104，5×104,105particles/μL。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，需要一种高灵敏度和高选择性的生物传感器来检测外泌体，针对此，在本公开的第一个典型的实施方式中，提供一种二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针，其特点是：该探针包括纳米片Ti3C2MXenes、氨基酸和修饰有羧基的CD63蛋白核酸适配体，所述纳米片Ti3C2MXenes通过Ti-N键与氨基酸相连，氨基酸通过酰胺键与核酸适配体相连。本公开中核酸适配体特异性结合的是外泌体表面的CD63蛋白。在本公开的一个或一些实施方式中，所述CD63蛋白的核酸适配体的包括但不仅仅限于以下序列：5'--TTTTTTCACCCCACCTCGCTCCCGTGACACTAATGCTA，如SEQIDNO.1所示，还可以包括其他特异性结合CD63蛋白的核酸适配体。该探针的设计既能保留MXenes自身的优良性质：大的比表面积，导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维过渡金属碳化物‑核酸适配体探针，其特征是：该探针包括纳米片Ti3C2 MXenes、氨基酸和修饰有羧基的CD63蛋白核酸适配体，所述纳米片Ti3C2 MXenes通过Ti‑N键与氨基酸相连，氨基酸通过酰胺键与核酸适配体相连。
【技术特征摘要】
1.一种二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针，其特征是：该探针包括纳米片Ti3C2MXenes、氨基酸和修饰有羧基的CD63蛋白核酸适配体，所述纳米片Ti3C2MXenes通过Ti-N键与氨基酸相连，氨基酸通过酰胺键与核酸适配体相连。2.如权利要求1所述的二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针，其特征是：所述核酸适配体的序列为：5'-COOH-TTTTTTCACCCCACCTCGCTCCCGTGACACTAATGCTA。3.权利要求1或2所述的二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：将纳米片Ti3C2MXenes和氨基酸置于水中混合均匀后，搅拌，分离得到沉淀物，将得到的沉淀物与适配体进行酰胺反应即可得到二维过渡金属碳化物-核酸适配体探针；进一步的，所述氨基酸为甘氨酸或亮氨酸；进一步的，所述Ti3C2MXenes、氨基酸和水的投料比例为(0.5～1)mg：(4～6)mg：(10～40)mL；室温下搅拌18～36h；进一步的，所述酰胺反应的温度为35～40℃，时间为0.5～1.5h。4.一种与权利要求1或2所述的探针配合使用的生物传感器电极，其特征是，包括：表面修饰有聚丙烯酰胺的基体电极、海藻酸钠和修饰有氨基的CD63蛋白核酸适配体；所述表面修饰有聚丙烯酰胺的基体电极和修饰有氨基的CD63蛋白核酸适配体均通过羧氨反应与海藻酸钠的连接；进一步的，所述基体电极为玻碳电极；进一步的，所述核酸适配体的序列为：5'-NH2-TTTTTTCACCCCACCTCGCTCCCGTGACACTAATGCTA。5.权利要求4所述的生物传感器电极的制备方法，其特征是，该方法包括：将聚丙烯酰胺溶液滴到基体电极上，孵化待干；然后将基体电极浸泡在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)和海藻酸钠的混合溶液中进行孵化；随后将基体电极进入核酸适配体溶液中进行孵化，得到生物传感器电极。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述1-(3-二...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗花，张慧欣，刘洋，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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