检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法技术

本申请提供一种检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法，属于电化学发光传感器技术领域。构建方法包括：在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极，其中，第一修饰层包括金属‑g‑C3N4。在第一修饰电极的表面修饰蛋白液后得到第二修饰电极。在第二修饰电极的表面修饰第三修饰层后得到电化学比率传感器，其中，第三修饰层包括异鲁米诺、金属‑猝灭剂。将电化学比率传感器置于含有溶解氧的过硫酸根溶液中，以所述电化学比率传感器作为工作电极进行电化学检测，得到阴极信号值和阳极信号值。通过所述阴极信号值和所述阳极信号值计算所述蛋白液的蛋白浓度。通过上述比率传感器检测得到的蛋白浓度的值更加准确。

Electrochemical Ratio Sensor for Protein Detection, Its Construction Method and Detection Method of Protein Concentration

【技术实现步骤摘要】
检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法
本申请涉及电化学发光传感器
，具体而言，涉及一种检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法。
技术介绍
电致化学发光(ECL，Electrochemiluminescence)比率法能有效避免仪器或环境因素干扰，提高分析的可靠性和灵敏度，在免疫、蛋白质、癌细胞、RNA、DNA等传感分析中显示出良好的应用前景。现有的ECL比率传感器通常使用CdS或CdTe等量子点作为阴极发光体，且阴极和阳极ECL发光体常借助同一种共反应试剂以同时增强两ECL信号。CdS和CdTe等量子点的毒性限制了他们在生物分析中的应用，同时，两发光体分享同一共反应试剂，不可避免的会对共反应试剂产生竞争消耗，从而影响检测结果的准确性。
技术实现思路
本申请提供了一种检测蛋白的电化学比率传感器、其构建方法及蛋白浓度的检测方法，其能够提高蛋白浓度检测的准确性。第一方面，本申请实施例提供了一种检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，包括如下步骤：在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极，其中，第一修饰层包括金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂。在第一修饰电极的表面修饰第二修饰层后得到第二修饰电极，其中，第二修饰层为蛋白液。在第二修饰电极的表面修饰第三修饰层后得到电化学比率传感器，其中，第三修饰层包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属-猝灭剂和封闭剂。第一修饰层中包括有金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂，在g-C3N4上生长金属，使蛋白抗体能够与金属进行键合作用，从而使蛋白抗体负载在g-C3N4上，并且通过封闭剂封闭非特异性结合位点，将金属中没有与蛋白抗体结合的部位覆盖掉，避免蛋白被金属吸附。相应地，第三修饰层中包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属-猝灭剂和封闭剂，将金属与猝灭剂结合以后，使蛋白抗体能够与金属进行键合作用，从而使蛋白抗体负载在猝灭剂上，与异鲁米诺配合，实现异鲁米诺、金属、蛋白抗体和猝灭剂的结合，且通过封闭剂封闭非特异性结合位点。将蛋白液形成在第一修饰层和第三修饰层之间，与电极配合以后，形成电化学比率传感器，在进行电化学检测的时候，以g-C3N4作为阴极发光体，异鲁米诺作为阳极发光体，g-C3N4赋予电极一高的阴极信号，在将第三修饰层形成在第二修饰电极上以后，猝灭剂猝灭g-C3N4的信号，使阴极信号降低，而第三修饰层的异鲁米诺的阳极信号随着蛋白液的浓度增加而增大。通过阴极信号和阳极信号的同时改变，阴极信号下降，阳极信号的增加，从而使蛋白浓度的比率检测值更加准确。结合第一方面，在另一实施例中，金属-g-C3N4的制备方法，包括：将g-C3N4分散液、金属盐溶液和还原剂混合，后加入稳定剂继续混合，固液分离得到金属-g-C3N4。通过还原剂的作用，将金属盐溶液中的金属离子还原成金属单质颗粒，使金属单质颗粒均匀分布在g-C3N4的表面，且加入稳定剂以后，可以使金属颗粒更加稳定，以便得到稳定的金属-g-C3N4。结合第一方面，在另一实施例中，在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极的步骤，包括：将金属-g-C3N4分散液、蛋白抗体溶液和封闭剂溶液依次滴涂在所述第一电极的表面孵育得到第一修饰电极。通过分步进行各种溶液的滴涂，将金属-g-C3N4分散液、蛋白抗体溶液和封闭剂溶液依次滴涂在电极的表面上，使电极的表面修饰了第一修饰层，以便第一修饰层中含有金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂。结合第一方面，在另一实施例中，金属-猝灭剂的制备方法，包括：将猝灭剂溶液、金属盐溶液和还原剂混合，后加入稳定剂继续混合，固液分离得到金属-猝灭剂。通过还原剂的作用，将金属盐溶液中的金属离子还原成金属单质颗粒，使金属单质颗粒均匀地与猝灭剂结合，且加入稳定剂以后，可以使金属颗粒更加稳定，以便得到稳定的金属-猝灭剂，使猝灭剂的功能发挥效果更好。结合第一方面，在另一实施例中，还原剂包括硼氢化钠和/或盐酸羟胺。以便将金属盐溶液还原成金属单质颗粒，使金属单质颗粒均匀地与猝灭剂结合。结合第一方面，在另一实施例中，在第二修饰电极的表面修饰第三修饰层后得到电化学比率传感器的步骤，包括：将金属-猝灭剂分散液、蛋白抗体溶液、异鲁米诺溶液和封闭剂溶液混合后得到二抗复合物溶液，将二抗复合物溶液滴涂在第二修饰电极的表面。先形成二抗复合物溶液，可以使金属-猝灭剂、蛋白抗体和异鲁米诺进行很好的结合，以便蛋白浓度的检测。结合第一方面，在另一实施例中，金属-g-C3N4和金属-猝灭剂中的金属均为金属纳米粒子。可选地，金属包括金、银和铂中的一种或多种。金属纳米粒子的形成，可以使g-C3N4与蛋白抗体的结合更好，以便蛋白抗体负载在金属-g-C3N4上。猝灭剂的表面原位生长金属纳米粒子，结合牢固，与异鲁米诺和蛋白抗体结合以后，使得到的第三修饰层的各成分的结合更加牢固，蛋白浓度的检测更加准确。结合第一方面，在另一实施例中，封闭剂溶液包括己六醇溶液和BSA溶液中的一种或两种。使用上述封闭剂溶液以封闭非特异性结合位点，防止蛋白液的非特异性吸附。结合第一方面，在另一实施例中，猝灭剂为聚苯胺。使用上述猝灭剂，可以对阴极信号起到高效的猝灭作用，使阴极信号降低，阳极信号随着蛋白液的浓度的增加而增强，阴极信号的减弱，阳极信号的增强，实现蛋白液的高灵敏度的比率检测。第二方面，本申请实施例提供一种检测蛋白的电化学比率传感器，包括：电极、第一修饰层、第二修饰层和第三修饰层。第一修饰层修饰在电极的表面，其中，第一修饰层包括金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂。第二修饰层修饰在第一修饰层的表面，其中，第二修饰层为蛋白液。第三修饰层修饰在第二修饰层表面，其中，第三修饰层包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属-猝灭剂和封闭剂。第一修饰层中包括有金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂，在g-C3N4上生长金属，使蛋白抗体能够与金属进行键合作用，从而使蛋白抗体负载在g-C3N4上，并且通过封闭剂封闭非特异性结合位点，将金属中没有与蛋白抗体结合的部位覆盖掉，避免蛋白被金属吸附。相应地，第三修饰层中包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属-猝灭剂和封闭剂，将金属与猝灭剂结合以后，使蛋白抗体能够与金属进行键合作用，从而使蛋白抗体负载在猝灭剂上，与异鲁米诺配合，实现异鲁米诺、金属、蛋白抗体和猝灭剂的结合，且通过封闭剂封闭非特异性结合位点。将蛋白液形成在第一修饰层和第三修饰层之间，与电极配合以后，形成电化学比率传感器，在进行电化学检测的时候，以g-C3N4作为阴极发光体，异鲁米诺作为阳极发光体，g-C3N4赋予电极一高的阴极信号，在将第三修饰层修饰在第二修饰电极上以后，猝灭剂猝灭g-C3N4的信号，使阴极信号降低，而第三修饰层的异鲁米诺的阳极信号随着蛋白液的浓度增加而增强。通过阴极信号和阳极信号的同时改变，阴极信号下降，阳极信号的增加，从而使蛋白浓度的比率检测值更加准确。第三方面，本申请实施例提供一种蛋白浓度的检测方法，包括如下步骤：将上述电化学比率传感器置于含有溶解氧的过硫酸根溶液中，以电化学比率传感器作为工作电极进行电化学检测，得到阴极信号值和阳极信号值，其中，蛋白液为待检测蛋白液。通过阴极信号值和阳极信号值计算所述待检测蛋白液的浓度。使用过硫酸根和溶解氧作为电化学比率传感器的共反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极，其中，所述第一修饰层包括金属‑g‑C3N4、蛋白抗体和封闭剂；在所述第一修饰电极的表面修饰第二修饰层后得到第二修饰电极，其中，所述第二修饰层为蛋白液；在所述第二修饰电极的表面修饰第三修饰层后得到所述电化学比率传感器，其中，所述第三修饰层包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属‑猝灭剂和封闭剂。

【技术特征摘要】
1.一种检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极，其中，所述第一修饰层包括金属-g-C3N4、蛋白抗体和封闭剂；在所述第一修饰电极的表面修饰第二修饰层后得到第二修饰电极，其中，所述第二修饰层为蛋白液；在所述第二修饰电极的表面修饰第三修饰层后得到所述电化学比率传感器，其中，所述第三修饰层包括异鲁米诺、蛋白抗体、金属-猝灭剂和封闭剂。2.根据权利要求1所述的检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，所述金属-g-C3N4的制备方法，包括：将g-C3N4分散液、金属盐溶液和还原剂混合，后加入稳定剂继续混合，固液分离得到金属-g-C3N4。3.根据权利要求2所述的检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，所述在电极的表面修饰第一修饰层后得到第一修饰电极的步骤，包括：将所述金属-g-C3N4分散液、所述蛋白抗体溶液和所述封闭剂溶液依次滴涂在所述第一电极的表面孵育得到所述第一修饰电极。4.根据权利要求1所述的检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，所述金属-猝灭剂的制备方法，包括：将猝灭剂溶液、金属盐溶液和还原剂混合，后加入稳定剂继续混合，固液分离得到金属-猝灭剂。5.根据权利要求4所述的检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，其特征在于，所述还原剂包括硼氢化钠和/或盐酸羟胺。6.根据权利要求4所述的检测蛋白的电化学比率传感器的构建方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈时洪，李芹，谭兴容，
申请(专利权)人：西南大学，重庆市沙坪坝区人民医院，重庆市第九人民医院，
类型：发明
国别省市：重庆,50