本发明专利技术公开了一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器及其制备方法和应用。所述双信号免疫传感器被设计用于特定的生物因子的定性及定量检测，其组成包括：(1)固载有捕获抗体的高孔隙纳米纤维基底；(2)金纳米颗粒标记的检测抗体或金纳米颗粒与生物素共同标记的检测抗体，所述检测抗体能够与分析物特异性结合；(3)发光信号指示试剂，由荧光物质与偶连分子形成，其中偶连分子为能够特异性结合检测抗体的物质或链霉亲和素。使用本发明专利技术的双信号免疫传感器检测时可首先给出肉眼可识别的颜色信号，实现对分析物的浓度范围的快速定性判断；进而给出定量分析的光谱信号，从而获得分析物的精确浓度。分析物的精确浓度。分析物的精确浓度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器及其制备与应用
[0001]本专利技术涉及生物传感器领域。更具体地，涉及一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]基于纸质基底的比色传感器已成为实时分析领域的趋势，如层析侧流免疫技术和斑点金免疫法。但基于颜色信号判断的比色免疫法无法实现对分析物浓度的精确定量分析，而且该方法可以检测的抗原蛋白质的灵敏度为约1ng/mL，就灵敏度要求更高的检测物而言，具有难以测定的缺点。为了满足快速筛选、提高灵敏度和准确性的需要，Wang等(Wang,J.；Cao,F.；He,S.；Xia,Y.；Liu,X.；Jiang,W.；Yu,Y.；Zhang,H.；Chen,W.,FRET on lateral flow test strip to enhance sensitivity for detecting cancer biomarker.Talanta 2018,176,444-449.)以商品化的硝酸纤维素膜为基底，发展了色度与荧光的双信号读出系统。这种方法将荧光淬灭策略引入到侧流免疫法中，实现了对信号因子的定量检测，提高了检测的灵敏度。然而，荧光信号由荧光显微镜拍摄到的照片定量计算。在拍摄过程中，有很多因素会影响图片的荧光强度：一方面，对于有厚度的膜来说，在肉眼选择最大荧光强度面时有较大的随机误差；另一方面，拍摄会造成荧光淬灭，导致信号损失等问题。
[0003]此外，免疫检测的灵敏度取决于载体的蛋白质负载能力，其与载体的表面形貌和结构有关。目前比色免疫检测中，常用的检测基底是商品化的硝酸纤维素膜，这种膜的比表面积小，不能够负载大量的捕获抗体，从而导致灵敏度较差。
[0004]目前体外诊断技术有很多，如酶联免疫吸附测定(ELISA)、表面增强拉曼散射(SERS)技术、聚合酶链式反应(PCR)、荧光法、比色法、化学发光法、电化学法等。这些技术显示出强有力的选择性和灵敏度，但这些方法大多数都是单一信号。此外，某些光学方法由于样品基质的背景干扰很大，因此通常需要对样品进行复杂而繁琐的预处理，不适合直接和快速的检测。最后，一些诊断方法往往需要昂贵的仪器及专业的操作人员。在很多发展中国家或资源贫乏的地区无法负担。
[0005]本专利技术基于一种高孔隙纳米纤维基底制备了一种双信号免疫传感器。实现了对目标检测物的双重信号检测，其中颜色信号仅用肉眼便可以定性判断目标物浓度，发光信号可以实现对目标检测物的定量判断。该信号传感器适用于多种环境下的检测。
技术实现思路
[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种双信号免疫传感器。该双信号免疫传感器基于一种高孔隙纳米纤维基底，实现可靠且便携的信号因子检测。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种上述基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器的制备方法。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提供一种上述基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器在生物样品分析检测中的应用。使用本专利技术的双信号免疫传感器检测时可首先给出肉眼可识别的颜色信号，实现对信号因子的浓度范围的快速定性判断；进而给出定量分析的光谱信号，从而获得信号因子的精确浓度。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器，所述双信号免疫传感器包括：
[0010]高孔隙纳米纤维基底，所述高孔隙纳米纤维基底的厚度为60-200μm，平均孔径为1-5μm；
[0011]捕获抗体，所述捕获抗体固载于所述高孔隙纳米纤维基底上，能够与分析物特异性结合；
[0012]颜色信号指示试剂，所述颜色信号指示试剂为金纳米颗粒标记的检测抗体或金纳米颗粒与生物素共同标记的检测抗体，所述检测抗体能够与分析物特异性结合；
[0013]发光信号指示试剂，所述发光信号指示试剂由荧光物质与偶连分子组成，所述偶连分子为能够特异性结合检测抗体的物质或链霉亲和素。
[0014]可选地，所述高孔隙纳米纤维基底为多孔聚合物纳米纤维膜，形成多孔聚合物纳米纤维膜的纳米纤维直径为0.5-3μm，纤维的表面孔径为100-200nm。
[0015]可选的，所述多孔聚合物纳米纤维膜包括多孔聚乳酸纳米纤维膜、多孔聚碳酸酯纳米纤维膜、多孔聚乙烯纳米纤维膜，或多孔聚乳酸与聚环氧乙烷纳米纤维膜。
[0016]可选地，所述荧光物质包括Alexa Fluo 350、Alexa Fluo 488、Alexa Fluo 555、Alexa Fluo 594、Alexa Fluo 647、异硫氰酸荧光素、量子点、碳点或金属纳米团簇。
[0017]可选地，所述能够特异性结合检测抗体的物质为IgG蛋白。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种上述基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0019](1)将聚合物溶于有机溶剂中，通过静电纺丝技术制成多孔聚合物纳米纤维膜；
[0020](2)将捕获抗体固载于所述多孔聚合物纳米纤维膜上；
[0021](3)将步骤(2)制得的固载有捕获抗体的多孔聚合物纳米纤维膜、颜色信号指示剂和发光信号指示试剂组装成双信号免疫传感器。
[0022]可选地，步骤(1)中，聚合物在有机溶剂中的浓度为4-12wt％，所述有机溶剂为二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺，其中，二氯甲烷与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为9-2:1；静电纺丝电压为7-20kV，流速为0.1-3mL/h，湿度为30-70％，温度为25-40℃，喷丝头与接收板的距离为5-30cm。
[0023]可选地，步骤(2)中，采用EDC-NHS偶联化学方法将捕获抗体固定于多孔聚合物纳米纤维膜上，优选的，所述采用EDC-NHS偶联化学方法将捕获抗体固定于多孔聚合物纳米纤维膜上的具体条件为：将多孔聚合物纳米纤维膜放入EDC/NHS的MES缓冲液或EDC/NHS的乙醇溶液中，37℃，15min-24h，其中EDC与NHS的摩尔浓度比为3-1:1；然后加入捕获抗体，孵育，再使用封闭剂对膜上剩余位点进行封闭，即得。
[0024]可选地，所述方法还包括在捕获抗体固载于多孔聚合物纳米纤维膜之前，采用碱水解方法对所述多孔聚合物纳米纤维膜的表面进行处理；优选的，碱水解时，碱溶液的浓度为0.1M-2M，处理温度为25-50℃，处理时间为2min-40min。
[0025]第三方面，上述基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器在生物样品分析检测中的应用也属于本专利技术的保护范畴。在此，本专利技术提供了一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫检测方法，该方法包括：
[0026](1)将固载有捕获抗体的高孔隙纳米纤维基底置于容器中，依次加入待测样品、颜色信号指示剂，通过颜色信号进行分析物浓度范围的定性判断；
[0027](2)加入发光信号指示试剂，通过检测光谱信号强度变化进行分析物的定量分析。
[0028]进一步地，本专利技术还提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器，其特征在于，所述双信号免疫传感器包括：高孔隙纳米纤维基底，所述高孔隙纳米纤维基底的厚度为60-200μm，平均孔径为1-5μm；捕获抗体，所述捕获抗体固载于所述高孔隙纳米纤维基底上，能够与分析物特异性结合；颜色信号指示试剂，所述颜色信号指示试剂为金纳米颗粒标记的检测抗体或金纳米颗粒与生物素共同标记的检测抗体，所述检测抗体能够与分析物特异性结合；发光信号指示试剂，所述发光信号指示试剂由荧光物质与偶连分子组成，所述偶连分子为能够特异性结合检测抗体的物质或链霉亲和素。2.根据权利要求1所述的双信号免疫传感器，其特征在于，所述高孔隙纳米纤维基底为多孔聚合物纳米纤维膜，形成多孔聚合物纳米纤维膜的纳米纤维直径为0.5-3μm，纤维的表面孔径为100-200nm；优选的，所述多孔聚合物纳米纤维膜包括多孔聚乳酸纳米纤维膜、多孔聚碳酸酯纳米纤维膜、多孔聚乙烯纳米纤维膜，或多孔聚乳酸与聚环氧乙烷纳米纤维膜。3.根据权利要求1所述的双信号免疫传感器，其特征在于，所述荧光物质包括Alexa Fluo 350、Alexa Fluo 488、Alexa Fluo 555、Alexa Fluo 594、Alexa Fluo 647、异硫氰酸荧光素、量子点、碳点或金属纳米团簇。4.根据权利要求1所述的双信号免疫传感器，其特征在于，所述能够特异性结合检测抗体的物质为IgG蛋白。5.如权利要求1-4任一所述的基于高孔隙纳米纤维基底的双信号免疫传感器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)将聚合物溶于有机溶剂中，通过静电纺丝技术制成多孔聚合物纳米纤维膜；(2)将捕获抗体固载于所述多孔聚合物纳米纤维膜上；(3)将步骤(2)制得的固载有捕获抗体的多孔聚合物纳米纤维膜、颜色信号指示剂和发光信号指示试剂组装成双信号免疫传感器。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚合物在有机溶剂中的浓度为4-12wt％，所述有机溶剂为二氯甲烷或二氯甲烷与N，N-二甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴大勇，马芳，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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