本发明专利技术公开了前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法及PSA检测装置，本发明专利技术的前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)纸基的合成；S2)将碳量子点与链霉亲和素结合形成碳量子点‑链霉亲和素结合体；碳量子点‑链霉亲和素结合体与生物素化PSA抗体2结合形成荧光探针；本发明专利技术利用碳量子点的荧光特性，构建了基于纸基的碳量子点荧光免疫传感器，实现了将化学反应从溶液中转移到纸上进行，从而实现了床旁检测、即时检测的目的。与液相荧光相比，基于纸基的荧光传感器具有便携、快速、可视化、即时检测等特点。与此同时，纸基传感器一方面可以适当延长保存时间，具有广阔的市场及应用前景。
【技术实现步骤摘要】
前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法及PSA检测装置
本专利技术涉及一种基于纸基的碳量子点PSA免疫传感器及PSA检测装置，主要应用于医学检验领域。
技术介绍
前列腺癌(ProstateCancer，PCa)是多发于男性当中，最为常见的恶性肿瘤之一。根据世界卫生组织国际癌症研究机构的数据：截至2012年，全世界有110万男性被诊断患有前列腺癌，占男性癌症诊断总数的15％，且近年来有不断上升的趋势。在全世界范围内，老年男性在癌症相关的死亡中，前列腺癌占最主要的比重。因此，若能在早期发现潜在的前列腺癌风险，则可以大大降低死亡率。目前，针对PCa早期诊断的标志物是前列腺特异性抗原(ProstateSpecificAntigen，PSA)，PSA是前列腺腺泡和导管的上皮细胞分泌的单链糖蛋白，它被认为是早期前列腺癌或其他前列腺疾病的特异性标志物。当人体患有前列腺癌疾病时，血液中的PSA水平会升高。因此，PSA的早期识别对于PCa的早期诊断和顶后诊断具有重要意义。目前，针对PSA的检测方法有：光电化学分析法、比色法、荧光光谱分析法(FL)化学发光分析法(CL)和电化学发光分析(ECL)等。其中荧光光谱分析法具有灵敏度高、线性范围宽、分析仪器简单、分析快速和易于实现自动化等优点。然而与上述检测方法配合使用的试剂盒制造成本高、灵敏度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，该前列腺特异性抗原纸基传感器实现了前列腺特异性抗原(PSA)的快速检测，且前列腺特异性抗原纸基传感器的制造成本低、灵敏度更高。本专利技术是通过以下技术手段实现的：一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)纸基的合成：选择表面的平均孔隙面积在0.00353-0.00637平方毫米的纸张；在室温下，将纸张浸入20μL含有蛋白A浓度为100μg/mL的酸性缓冲液中1h，酸性缓冲液的pH值为4.4-4.9；在pH7.4的缓冲液中用PSA抗体1与纸基上的A蛋白在室温下反应30min；利用空白缓冲溶液冲洗纸基，以除去连接不稳定的抗体1；S2)碳量子点纸基免疫传感器的制备：将碳量子点与链霉亲和素结合形成碳量子点-链霉亲和素结合体；碳量子点-链霉亲和素结合体与生物素化PSA抗体2结合形成荧光探针；纸基、PSA抗原、碳量子点荧光探针形成类似三明治模型的前列腺特异性抗原纸基传感器。碳量子点(CarbonQuantumDots，CQDs)是一种零维纳米材料，且具有优秀的光学性质、良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等优点。碳量子点在紫外光区及可见光区存在宽且连续的吸收光区，并且具有较大的激发光波长区域。与传统的荧光材料相比，碳量子点优异的光学性质使其在生物大分子检测方面得到广泛的应用，主要表现为：(1)宽广的激发光谱，具备一元激发、多元发射、抗光漂白的能力以及不存在光闪烁现象；(2)荧光寿命持续时间较长，可达20～50ns；(3)易获得较稳定且无干扰的荧光信号。此外，碳量子点表面具有大量活性基团，可与多种物质发生螯合作用，使其荧光强度发生改变，利用这一性能，可将碳量子点用于荧光探针的制备。利用碳量子点成像的纸基荧光免疫传感器具有荧光强度高、荧光稳定性强、检测方便等优点，可应用于PSA的检测。进一步，还包括以下步骤：S3)纸基传感器区域化处理：在纸基传感器上用彩色的石蜡画出纵横交错的线条，线条之间形成矩阵排列的方形检测区域，每根线条的宽度范围为5-8mm；所述纸基传感器上面的线条颜色从左至右、从上至下依次过渡，从而通过线条颜色来定义每个检测区域的编号。进一步，步骤1中所述酸性缓冲液的pH值为4.8。本专利技术的目的之二是提供一种PSA检测装置，该PSA检测装置在实现了前列腺特异性抗原(PSA)快速检测的同时，又为床旁检测(POCT)提供了一种低成本、高灵敏度的检测装置。本专利技术是通过以下技术手段实现的：一种PSA检测装置，包括前列腺特异性抗原纸基传感器、纸基传感器紫外光激发装置、手机摄像头固定装置，所述纸基传感器紫外光激发装置包括底板、扣在底板上而的底部敞口的盒体、设置在盒体内侧顶部的矩阵排列的多个紫外光光源，所述盒体顶部位于紫外光光源之间的位置设置有通孔，所述通孔处设置有可遮挡所述通孔的盖子，所述底板上可安放所述前列腺特异性抗原纸基传感器；所述手机摄像头固定装置设置在盒体上部。进一步，所述底板的一端边缘与盒体的一侧边缘相互铰接。进一步，所述手机摄像头固定装置包括金属蛇形管和手机夹，所述金属蛇形管的一端与盒体固定连接，金属蛇形管的另一端与手机夹固定连接。本专利技术的有益效果：1)本专利技术提供了一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，其利用碳量子点的荧光特性，构建了基于纸基的碳量子点荧光免疫传感器，实现了将化学反应从溶液中转移到试纸上进行，从而实现了床旁检测、即时检测的目的。与液相荧光相比，基于纸基的荧光传感器具有便携、快速、可视化、即时检测等特点。与此同时，纸基传感器一方面可以适当延长保存时间，另一方面不需要专门的维护，便于携带且易于操作，同时成本低廉，具有广阔的市场及应用前景。另外，前列腺特异性抗原纸基传感器还具备以下显著特点：(1)检测原理可靠。本研究原理基于抗体-抗原能够特异性结合这一普遍规律，并利用碳量子点作为荧光探针，最终在纸基是完成对PSA的检测。(2)传感器制备简单。碳量子点作为荧光探针，可以在紫外光激发下发出可见光。由此可以作为制备便携式、POCT(point-of-caretesting)即时检验传感器的基础。由于制备不需要特殊的高温、高压环境，因此制备简单、容易实现。(3)分析仪器简便。对于反应后纸基的分析，在实验室中可以采用荧光分光光度计、紫外分光光度计，而在实验室以外则可以采用紫外灯进行。2)本专利技术还提供了一种PSA检测装置，该结构简单，实现了前列腺特异性抗原(PSA)快速检测的同时，又为床旁检测(POCT)提供了一种低成本、高灵敏度的检测装置。附图说明图1是几种备选纸张的电镜图；图2是本专利技术的PSA检测装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。为了让该专利技术的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施条例，对该专利技术进行进一步详细的说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释该专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，本专利技术前期已对几种可以制备纸基的纸张进行了研究，如图1所示，从左到右依次为：镜头纸、咖啡打印纸、whatman打印纸、advantec纸、打印纸的电镜图。本专利技术的一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)纸基的合成：选择表而的平均孔隙面积在0.00353平方毫米的纸张，具体地，普通打印纸的纸张平均孔隙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1)纸基的合成：/n选择表面的平均孔隙面积在0.00353-0.00637平方毫米的纸张；在室温下，将纸张浸入20μL含有蛋白A浓度为100μg/mL的酸性缓冲液中1h，酸性缓冲液的pH值为4.4-4.9；在pH7.4的缓冲液中用PSA抗体1与纸基上的A蛋白在室温下反应30min；利用空白缓冲溶液冲洗纸基，以除去连接不稳定的抗体1；/nS2)碳量子点纸基免疫传感器的制备：/n将碳量子点与链霉亲和素结合形成碳量子点-链霉亲和素结合体；碳量子点-链霉亲和素结合体与生物素化PSA抗体2结合形成荧光探针；纸基、PSA抗原、碳量子点荧光探针形成类似三明治模型的前列腺特异性抗原纸基传感器。/n
【技术特征摘要】
1.一种前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)纸基的合成：
选择表面的平均孔隙面积在0.00353-0.00637平方毫米的纸张；在室温下，将纸张浸入20μL含有蛋白A浓度为100μg/mL的酸性缓冲液中1h，酸性缓冲液的pH值为4.4-4.9；在pH7.4的缓冲液中用PSA抗体1与纸基上的A蛋白在室温下反应30min；利用空白缓冲溶液冲洗纸基，以除去连接不稳定的抗体1；
S2)碳量子点纸基免疫传感器的制备：
将碳量子点与链霉亲和素结合形成碳量子点-链霉亲和素结合体；碳量子点-链霉亲和素结合体与生物素化PSA抗体2结合形成荧光探针；纸基、PSA抗原、碳量子点荧光探针形成类似三明治模型的前列腺特异性抗原纸基传感器。
2.根据权利要求1所述的前列腺特异性抗原纸基传感器的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S3)纸基传感器区域化处理：在纸基传感器上用彩色的石蜡画出纵横交错的线条，线条之间形成矩阵排列的方形检测区域，每根线条的宽度范围为5-8mm；所述纸基传感器上面的线条颜色从左至右、从上至下依次过渡，从而通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟延秋，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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