本发明专利技术公开了一种检测S100B的光电化学免疫传感器及其制备方法和应用，该光电化学免疫传感器由Nb9共价结合到C60@PCN‑224修饰后的基底电极上，S100B通过免疫反应特异性结合到Nb9上，Nb82@CNQDs特异性结合到S100B上制得。本发明专利技术利用淬灭剂CNQDs对电极基底上的C60@PCN‑224有很好淬灭作用的原理构建了双抗夹心型光电化学免疫生物传感器，用于S100B的检测。本发明专利技术与传统的光学等方法相比具有操作简便、技术要求低、反应迅速，价格低廉且易于微型化等特点，将在医学诊断方面发挥重要作用。
A photoelectrochemical immunosensor for S100B detection and its preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种检测S100B的光电化学免疫传感器及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医学检测领域，具体涉及一种检测S100B的光电化学免疫传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
S100B是一种酸性钙结合蛋白，主要由星形胶质细胞表达和分泌。健康人血清S100B水平较低，脑损伤患者血清S100B水平较高。因此，S100B被认为是一种新兴的脑损伤和血脑屏障功能的生物标志物。目前，S100B的检测一般采用酶联免疫吸附法(ELISA)。尽管ELISA试剂盒具有广泛应用和快速开发的优点，但在实际检测中成本昂贵、耗时长。因此，开发更低成本、更实用、更高效的S100B检测策略具有重要意义。然而，到目前为止，S100B检测的创新方法还很有限，包括电化学方法和光学免疫分析法，这些方法的检测性能还需要大幅度提高，以满足临床诊断的日益增长的需求。C60作为一种无金属半导体，由于其优异的吸光能力、离域共轭结构和良好的电子接受能力，在有机太阳能电池领域引起了广泛的兴趣。然而，其在光电化学生物传感中应用报道有限，主要是由于生理水溶液体系中原始C60的电子离域和积累能力较差，以及C60与生物分子有效结合的界面不相容。为了克服这些缺点，科研工作者提出了一些策略，如合成C60衍生物，与水溶性氨基酸共价修饰，或在C60上沉积金纳米颗粒，显示出C60，在PEC生物传感领域的巨大潜力。然而，同时保持C60独特的光电子特性和赋予其友好的生物界面仍然存在很大的问题，具有挑战性。
技术实现思路
专利技术目的：为了实现检测S100B的方法创新，开发性能更优的检测S100B的光电化学免疫传感器，，本专利技术将C60和PCN-224复合构建了电子供体-受体结构，得到的复合材料C60@PCN-224的光电转换能力明显提高，并且提供了一种C60@PCN-224为光电活性物质的检测S100B的光电化学免疫传感器，该光电化学免疫传感器操作简便，反应迅速，灵敏度高，能够实现对于微量S100B的检测。本专利技术的另一个目的是提供所述光电化学免疫传感器的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供所述光电化学免疫传感器的应用。本专利技术中技术术语的缩写如下：富勒烯：C60；中-四(4-羧基苯基)卟吩：H2TCPP；氯氧化锆：ZrOCl4；卟啉基金属有机框架：PCN-224；捕获抗体：Nb9；标记抗体：Nb82；钙结合蛋白B：S100B；牛血清蛋白：BSA；氧化铟锡半导体电极：ITO；戊二醛：GA；磷酸盐缓冲溶液：PBS；N,N-二甲基甲酰：DMF；体相氮化碳：体相CN；碳氮量子点：CNQDs。本专利技术中的原料中捕获抗体：Nb9和标记抗体：Nb82按照文献HighlySelectiveandSensitiveElectrochemicalImmunoassayofCry1CUsingNanobodyandπ-πStackedGrapheneOxide/ThionineAssembly(Anal.Chem.2016,88,9830-9836)合成；体相CN按照文献PhotocurrentGenerationbyPolymericCarbonNitrideSolids:AnInitialSteptowardsaNovelPhotovoltaicSystem(Chem.AsianJ.2010,5,1307–1311)合成。此外，其他原料均由市售可得。其中，H2TCPP购于梯希爱(上海)化成工业发展有限公司(TCIDevelopmentCo.,Ltd)，S100B购于北京义翘神州科技有限公司(SinoBiologicalInc.)。技术方案：为了实现上述目的，如本专利技术所述一种检测S100B的光电化学免疫传感器，由Nb9共价结合到C60@PCN-224修饰后的基底电极上，S100B通过免疫反应特异性结合到Nb9上，Nb82@CNQDs特异性结合到S100B上制得。作为优选，所述基底电极为氧化铟锡半导体电极。其中，所述C60@PCN-224由PCN-224与C60混合超声，搅拌，即得，所述PCN-224与C60的质量比为1：(0.1-10)。其中C60浓度为0.1-10mg/mL，优选为1mg/mL，溶剂为乙醇。优选PCN-224和C60的质量比为1:1。所述PCN-224由H2TCPP、ZrOCl4、苯甲酸溶解到DMF中，加热反应，洗涤干燥，即得PCN-224。优选的，所述的PCN-224由以下方法制备而成：称取30mgZrOCl4,20mgH2TCPP,1080mg苯甲酸溶于3.2mLDMF，后将上述溶液120℃加热反应6h，洗涤干燥，即得。其中，所述Nb82@CNQDs由CNQDs分散液中加入戊二醛搅拌反应，洗涤后重新分散，加入Nb82搅拌孵育，即得Nb82@CNQDs。优选的，在1mLCNQDs中加入10μL质量分数50％的GA溶液，超声1h，后洗涤，重新分散。在上述溶液中加入100μL100μg/mLNb82，在4℃搅拌12h.然后，加入质量分数1％BSA溶液封闭非特异性位点，即得。进一步地，所述CNQDs由体相CN高温煅烧裂解，用水收集煅烧产生的CN纳米碎片的蒸汽混合物，CNQDs分散在水中，既得CNQDs。所述CNQDs按照文献Hot-TailoringofCarbonNitrideDotswithRed-ShiftedPhotoluminescenceforVisualDoubleTextEncryptandBioimaging(Chem.Eur.J.2019,25,10188-10196)制备。本专利技术所述的检测S100B的光电化学免疫传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)信号层固定：将C60@PCN-224分散溶液滴加在基底电极表面，干燥的室温下晾干，用去离子水清洗，晾干；(2)锚定识别分子：向步骤(1)得到的基底电极表面滴加EDC/NHS混合溶液，室温放置1-2h，用PBS溶液清洗，清洗后将捕获抗体Nb9滴加到基底电极上，4℃孵育8-12h，然后用PBS溶液清洗；(3)非特异性位点封闭：向步骤(2)得到的基底电极表面滴加BSA溶液，封闭0.5-1h，然后用PBS溶液清洗；(4)目标分子S100B的结合：将待测S100B抗原溶液滴到步骤(3)得到的基底电极表面，25-37℃孵育1-2h进行特异性反应，然后用PBS溶液清洗；(5)光电化学免疫传感器的构建：向步骤(4)得到的电极表面滴加Nb82@CNQDs溶液进行特异性反应，25–37℃孵育1-2h，然后用PBS溶液清洗，晾干，即得光电化学免疫传感器。其中，步骤(1)中，C60浓度为0.1-10mg/mL，优选为1mg/mL，溶剂为乙醇。C60@PCN-224分散液是过量的，所述过量为滴加的量比实际起作用的量要多，所以反应完要清洗。其中，步骤(2)中，NHS浓度为20-100mM，优选为50mM，溶剂为0.01M，pH＝6PBS。EDC浓度为50-200mM，优选为100mM，溶剂为0.01M，pH＝6PBS。Nb9的浓度为5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种检测S100B的光电化学免疫传感器，其特征在于，由Nb9共价结合到C60@PCN-224修饰后的基底电极上，S100B通过免疫反应特异性结合到Nb9上，Nb82@CNQDs特异性结合到S100B上制得。/n
【技术特征摘要】
1.一种检测S100B的光电化学免疫传感器，其特征在于，由Nb9共价结合到C60@PCN-224修饰后的基底电极上，S100B通过免疫反应特异性结合到Nb9上，Nb82@CNQDs特异性结合到S100B上制得。
2.根据权利要求1所述的光电化学免疫传感器，其特征在于，所述基底电极为氧化铟锡半导体电极。
3.根据权利要求1所述的光电化学免疫传感器，其特征在于，所述C60@PCN-224由PCN-224与C60混合超声，搅拌，即得，所述PCN-224与C60的质量比优选为1：(0.1-10)。
4.根据权利要求3所述的光电化学免疫传感器，其特征在于，所述PCN-224由H2TCPP、ZrOCl4、苯甲酸溶解到DMF中，加热反应，洗涤干燥，即得PCN-224。
5.根据权利要求1所述的光电化学免疫传感器，其特征在于，所述Nb82@CNQDs由CNQDs分散液中加入戊二醛搅拌反应，洗涤后重新分散，加入Nb82搅拌孵育，即得Nb82@CNQDs。
6.根据权利要求5所述的光电化学免疫传感器，其特征在于，所述CNQDs由体相CN高温煅烧裂解，用水收集煅烧产生的CN纳米碎片的蒸汽混合物，CNQDs分散在水中，既得CNQDs。
7.一种权利要求1所述的检测S100B的光电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈艳飞，周晴，张袁健，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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