一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于生物传感器技术领域，涉及一种基于Fc‑apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法及其应用；首先通过制备自增强电化学发光材料SiO

【技术实现步骤摘要】
一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法及其应用
本专利技术属于生物传感器
，具体涉及一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法及其应用。
技术介绍
随着生活条件的改善和科学技术的发展，食品安全和环境保护日益受到世界各个国家的重视。霉菌毒素是真菌产生的有毒的次生代谢产物，可以感染多种食物并在其中繁殖。在霉菌毒素中，黄曲霉毒素(AF)是剧毒的天然化合物，引起了广泛关注，污染了包括坚果和玉米在内的多种重要农产品。AF有不同类型：AFB1，AFB2，AFM1，AFM2，AFG1和AFG2。其中，黄曲霉毒素B1(AFB1)是最具毒性的，也是最强的天然致癌物之一。到目前为止，已经开发了几种AFB1的分析方法，例如液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)，荧光(FL)，电致发光(ECL)，光电化学(PEC)和电化学传感。这些用于定量测定的方法在很大程度上依赖于单输出模式，受到背景信号高，假阳性信号，外部抗干扰能力差或不同实验环境的局限，从而影响检测结果的准确性。为了提高实验结果的准确性，基于多信号输出的双模式分析方法已成为研究热点。例如，Linetal.提出利用Ru(phen)32+-DNA与MB-DNA分别作为电化学发光与电化学信号，构建适配体传感器并成功应用于对OTA的分析，准确度有提升，但是稳定性不高；因此，亟需研究一种集高稳定性、高选择性、高灵敏度、低干扰等优点为一体检测AFB1的传感器。
技术实现思路
本文旨在专利技术一种集高稳定性、高选择性、高灵敏度、低干扰等优点为一体的双模式电化学-电化学发光生物传感器直接检测AFB1；提出了一种新型双模式电化学-电化学发光生物传感器的构建方法，实现对AFB1的检测。本专利技术介绍了一种自增强电化学发光材料SiO2@Ru-NGQDs，利用Nafion膜将球形SiO2@Ru-NGQDs材料固定在干净的玻碳电极表面。然后将AuNPs组装在修饰的玻碳电极表面，并通过Au-S共价作用，适配体互补链被固定。进一步引入被二茂铁标记的适配体，通过碱基互补配对组装，获得二茂铁电化学信号的同时也获得增强的电化学发光信号。最终，获得新型双模式电化学-电化学发光生物传感器，用于对实际样品灵敏、快速的分析。通过如下技术方案实现本专利技术的目的：本专利技术首先提供一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法，步骤如下：(1)自增强电化学发光材料SiO2@Ru-NGQDs的制备：首先，将一定量的三联吡啶钌水溶液(Ru(bpy)32+)与石墨烯量子点水溶液(NGQDs)混合后，在黑暗环境中进行第一次搅拌，加入环己烷、曲拉通和己醇，进行第二次搅拌，在搅拌条件下加入硅酸四乙酯、氨水，然后再进行密封搅拌，所得混合溶液加入丙酮后进行离心，所得固体分别用超纯水、乙醇清洗，得到材料记为SiO2@Ru-NGQDs，将所得材料烘干称量，分散在超纯水中，得到SiO2@Ru-NGQDs水溶液，备用；(2)将玻碳电极依次用不同粒径的三氧化二铝粉末打磨，分别在乙醇和水中超声30s后于空气中干燥，得到处理后的玻碳电极；(3)将步骤(1)制备的自增强电化学发光材料SiO2@Ru-NGQDs水溶液修饰到步骤(2)处理后的玻碳电极表面，用Nafion膜固定，修饰后的玻碳电极记为SiO2@Ru-NGQD/GCE；(4)将金纳米粒子(AuNPs)修饰在步骤(3)所制得的SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，在室温下自然晾干，修饰后的材料记为AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE；(5)取被巯基修饰的适配体互补链，记为cDNA；将cDNA固定在步骤(4)得到的AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，并进行孵育，孵育后的材料记为cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE；(6)二茂铁(Fc)标记的AFB1适配体，记为Fc-apt；将Fc-apt修饰在步骤(5)中cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，孵育后即得到基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器，记为Fc-apt/cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE。优选的，步骤(1)中，所述三联吡啶钌水溶液的浓度为10mM，石墨烯量子点水溶液的浓度为10mg·mL-1；所述三联吡啶钌水溶液与石墨烯量子点水溶液的体积比为1:5；所述三联吡啶钌水溶液、环己烷、曲拉通、己醇、硅酸四乙酯和氨水的用量比为170μL:7.5mL:1.77mL:1.8mL:100μL:60μL；所述离心的转速为8000rpm，时间为10～15min。优选的，步骤(1)中，所述第一次搅拌的时间为12～14h；所述第二次搅拌的时间为30～40min；所述密封搅拌的时间为22～24h。优选的，步骤(1)中，所述混合溶液与丙酮的体积比为1:2；所述SiO2@Ru-NGQDs水溶液的浓度为8mg/mL-14mg/mL。优选的，步骤(2)中，所述玻碳电极的直径d＝3mm；所用的三氧化二铝粉末的粒径依次为0.3μm、0.05μm。优选的，步骤(3)中，所述SiO2@Ru-NGQDs水溶液的用量为4～6μL。优选的，步骤(4)中，AuNPs用量为5～7μL。优选的，步骤(5)中，所述cDNA用量为6～8μL，浓度为5μM；所述孵育的温度为4℃，孵育时间为12～14h。优选的，步骤(6)中，所述Fc-apt用量为6μL，浓度为5μM；所述孵育的温度为4℃，孵育的时间为80～100min。本专利技术还涉及一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器检测AFB1的用途，步骤如下：(1)在上述制得的Fc-apt/cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE传感器表面依次修饰V1体积不同浓度的AFB1溶液；室温下孵育时后用Tris-HCl(pH＝7.4)溶液对电极进行清洗，一个浓度的AFB1溶液对应修饰一个电化学生物传感器，浓度和电化学生物传感器呈一一对应关系；(2)标准曲线的构建：以步骤(1)修饰后传感器为工作电极，饱和Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝电极为对电极，由型号为CHI750E的电化学工作站记录与检测电化学信号；在0.1MPBS(pH＝7.0)缓冲溶液中进行测试；扫描电压范围-0.8-0.8V，振幅为0.025V，频率为25Hz；每一个浓度的AFB1会对应一个电流值，根据电流值和AFB1浓度的对数构建得到标准曲线；(3)样品中AFB1的检测：首先获取样品液，修饰V1体积的样品液于传感器表面，通过电化学测试得到相应的电流值；将电流值代入步骤(2)构建的标准曲线，即可获知样品中AFB1的浓度；实现未知样品中AFB1检测的用途。进一步地，步骤(1)中，所述AFB1溶液的浓度为3×10-5ng/mL-3×103ng/mL；所述孵育时间为40-150min。进一步地，步骤(1)和(3)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)自增强电化学发光材料SiO

【技术特征摘要】
1.一种基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)自增强电化学发光材料SiO2@Ru-NGQDs的制备：
首先，将一定量的三联吡啶钌水溶液与石墨烯量子点水溶液混合后，在黑暗环境中进行第一次搅拌，加入环己烷、曲拉通和己醇，进行第二次搅拌，在搅拌条件下加入硅酸四乙酯、氨水，然后再进行密封搅拌，所得混合溶液加入丙酮后进行离心，所得固体分别用超纯水、乙醇清洗，得到材料记为SiO2@Ru-NGQDs，将所得材料烘干称量，分散在超纯水中，得到SiO2@Ru-NGQDs水溶液，备用；
(2)将玻碳电极依次用不同粒径的三氧化二铝粉末打磨，分别在乙醇和水中超声30s后于空气中干燥，得到处理后的玻碳电极；
(3)将步骤(1)制备的自增强电化学发光材料SiO2@Ru-NGQDs水溶液修饰到步骤(2)处理后的玻碳电极表面，用Nafion膜固定，修饰后的玻碳电极记为SiO2@Ru-NGQD/GCE；
(4)将金纳米粒子修饰在步骤(3)所制得的SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，在室温下自然晾干，修饰后的材料记为AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE；
(5)取被巯基修饰的适配体互补链，记为cDNA；将cDNA固定在步骤(4)得到的AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，并进行孵育，孵育后的材料记为cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE；
(6)二茂铁标记的AFB1适配体，记为Fc-apt；将Fc-apt修饰在步骤(5)中cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE材料的电极表面，孵育后即得到基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器，记为Fc-apt/cDNA/AuNPs/SiO2@Ru-NGQD/GCE。


2.根据权利要求1所述的基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述三联吡啶钌水溶液的浓度为10mM，石墨烯量子点水溶液的浓度为10mg·mL-1；所述三联吡啶钌水溶液与石墨烯量子点水溶液的体积比为1:5；所述三联吡啶钌水溶液、环己烷、曲拉通、己醇、硅酸四乙酯和氨水的用量比为170μL:7.5mL:1.77mL:1.8mL:100μL:60μL；所述离心的转速为8000rpm，时间为10～15min。


3.根据权利要求1所述的基于Fc-apt放大电化学发光信号的双输出模式传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次搅拌的时间为12～14h；所述第二次搅拌的时间为30～40min；所述密封搅拌的时间为22～24h；所述混合溶液与丙酮的体积比为1:2；所述SiO2@Ru-NG...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉叶，由天艳，刘东，李文佳，朱成喜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32