一种肿瘤细胞快检电化学生物传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了肿瘤细胞快检电化学生物传感器，包括柔性丝网印刷电极以及沉积在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒，金纳米颗粒的表面修饰有巯基化叶酸分子，且柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭；或者包括柔性丝网印刷电极以及修饰在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤细胞快检电化学生物传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于快速检测
，具体涉及一种肿瘤细胞快检电化学生物传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]恶性肿瘤在全世界范围内呈上升趋势，恶性肿瘤通常发现晚、进展快，目前仍缺乏有效的早期检测方式。将研究重点放在肿瘤的二级预防，通过筛查手段发现癌前病变和早期恶性肿瘤有利于早期干预的实施以降低发病率和死亡率。因此，开展快速、简便的筛查工作具有重大意义。临床中通过对由组织检查等方法获得的肿瘤样本进行实验室检查评估疾病，现有技术也提出了各种方法用于捕获及检测癌细胞。考虑到临床实验室高强度、高负荷的工作条件，快速高效和无标记的检测方法成为各种生物医学诊断和治疗的首选。
[0003]电化学阻抗谱是电化学生物传感器的一种无标记检测技术，具有灵敏度高，特异性强，响应迅速的特点，在活细胞的检测中具有广泛应用，适用于快速、简便的临床检测分析方法。
[0004]叶酸受体是一种糖基化磷脂酰肌醇连接的膜糖蛋白，分子量为38
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40kD，其可与外源性叶酸结合摄取叶酸，维持机体正常的生命活动。叶酸受体广泛分布在正常组织及肿瘤组织中，但其在肿瘤组织中数量及活性远高于正常细胞，有时可比正常组织高出100
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300倍。目前已鉴定出的三种叶酸受体异构体，包括叶酸受体
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α、叶酸受体
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β和叶酸受体
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γ。其中叶酸受体
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α的表达有很强的组织及肿瘤的特异性，在正常组织及细胞中表达水平很低，而上皮细胞一旦癌变，其表达量会剧烈增加，如在大部分上皮组织来源恶性肿瘤,包括子宫内膜癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、肾癌、结肠癌和鼻咽癌等细胞中存在高度表达。因此，基于叶酸受体的表达差异及其对叶酸的高亲和力，FR
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α成为肿瘤的一个有吸引力的靶点，叶酸分子成为特异性捕获和检测叶酸受体阳性肿瘤细胞的理想分子。
[0005]在各种报道的基于叶酸功能化的生物传感器中，许多纳米材料被用于检测癌细胞，如碳纳米管、金纳米颗粒、石墨烯和树枝状聚合物等，但是这些方法中叶酸多由EDC/NHS的酸胺缩合反应共价固定在电极表面，该反应步骤复杂，反应时间长，反应条件严格。从商业化及重复性的角度考虑，一种简单、稳定、统一的叶酸固定方法将使基于叶酸功能化的生物传感器更易于商业化。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种肿瘤细胞快检电化学生物传感器。该传感器通过在柔性丝网印刷电极表面沉积具有大比表面积的金纳米颗粒并采用巯基化叶酸分子修饰，或者直接采用金纳米颗粒
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巯基化叶酸分子复合物修饰柔性丝网印刷电极表面，提高了巯基化叶酸分子的吸附量，增强了传感器与肿瘤细胞表面的叶酸受体特异性结合能力，有利于实现对肿瘤细胞的快速检测。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种肿瘤细胞快检电化学生物
传感器，其特征在于，包括柔性丝网印刷电极以及沉积在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒，所述金纳米颗粒的表面修饰有巯基化叶酸分子，且所述柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭；
[0008]或者包括柔性丝网印刷电极以及修饰在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒
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巯基化叶酸分子复合物，且所述柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭。
[0009]基于金纳米颗粒具有大的比表面积，良好的导电性及生物相容性，同时金纳米颗粒与硫醇类分子间存在固有化学吸附，可以形成稳定的金硫键，本专利技术的肿瘤细胞快检电化学生物传感器采用柔性丝网印刷电极SPE作为传感基体沉积具有大的比表面积的金纳米颗粒，利用金纳米颗粒Au Nps具有丰富的表面功能和良好的生物相容性，使其稳定沉积在SPE表面，并提供了较大的比表面积，然后利用巯基与金纳米颗粒的固有化学吸附性，使得巯基化叶酸分子吸附在金纳米颗粒的表面进行修饰；或者先利用巯基与金纳米颗粒的固有化学吸附性，制备金纳米颗粒
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巯基化叶酸分子复合物，然后将其修饰在SPE表面，构建叶酸
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金纳米颗粒修饰的电化学生物传感器，提高了电化学生物传感器对巯基化叶酸分子的吸附量，进而增强了传感器与肿瘤细胞表面的叶酸受体特异性结合能力，提高了结合速度，尤其是提高传感器与肿瘤细胞膜蛋白中的叶酸受体的特异性结合速度，从而电化学生物传感器中SPE的表面阻抗发生变化，并及时转化为电信号进行检测，有利于实现对肿瘤细胞的快速检测；同时，电化学生物传感器中柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭，通过牛血清白蛋白覆盖SPE表面对其进行封闭，避免了传感器中非特异性结合位点发生非特异性结合对检测结果造成影响，减少了外界因素干扰，进一步提高了传感器特异性和灵敏度。另外，本专利技术的肿瘤细胞快检电化学生物传感器采用即抛型的柔性丝网印刷电极SPE作为传感基体，成本低，性能稳定，避免交叉污染。
[0010]综上，本专利技术的肿瘤细胞快检电化学生物传感器原料易得、制备简单，成本低，易于商业化，灵敏度高，特异性强，响应迅速，稳定地实现肿瘤细胞的快速、准确检测，且准确的检查结果将有利于癌前病变和早期恶性肿瘤的早诊断早治疗，同时，高效、快速的实验室检查将缓解目前临床实验室高强度、高负荷的工作现状。
[0011]另外，本专利技术还提供了一种制备上述的肿瘤细胞快检电化学生物传感器芯片的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0012]步骤一、采用电沉积法将氯金酸溶液滴加于柔性丝网印刷电极SPE的表面，并沉积形成金纳米颗粒Au Nps，得到Au Nps
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SPE；
[0013]步骤二、采用滴涂法将巯基化叶酸分子溶液滴加于步骤一中得到的Au Nps
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SPE的表面，使得巯基化叶酸分子Fa
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PEG
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SH连接在Au Nps的表面上进行修饰，得到Fa
‑
PEG
‑
SH
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Au Nps
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SPE；
[0014]步骤三、将牛血清白蛋白溶液滴加于步骤二中得到的Fa
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PEG
‑
SH
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Au Nps
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SPE上进行封闭，然后采用磷酸盐缓冲溶液进行清洗，得到电化学生物传感器。
[0015]本专利技术采用电沉积法在柔性丝网印刷电极SPE的表面沉积金纳米颗粒Au Nps，有利于促进金纳米颗粒的形成，然后采用滴涂法使得巯基化叶酸分子Fa
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PEG
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SH连接在Au Nps的表面上，提高了Fa
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PEG
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SH在Au Nps表面的吸附量，再滴加牛血清白蛋白进行封闭，避免了非特异性结合位点的结合干扰，本专利技术的制备过程简单，原料易得。
[0016]本专利技术还提供了一种制备上述的肿瘤细胞快检电化学生物传感器芯片的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤细胞快检电化学生物传感器，其特征在于，包括柔性丝网印刷电极以及沉积在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒，所述金纳米颗粒的表面修饰有巯基化叶酸分子，且所述柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭；或者包括柔性丝网印刷电极以及修饰在柔性丝网印刷电极表面的金纳米颗粒
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巯基化叶酸分子复合物，且所述柔性丝网印刷电极表面被牛血清白蛋白封闭。2.一种制备如权利要求1所述的肿瘤细胞快检电化学生物传感器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、采用电沉积法将氯金酸溶液滴加于柔性丝网印刷电极SPE的表面，并沉积形成金纳米颗粒Au Nps，得到Au Nps
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SPE；步骤二、采用滴涂法将巯基化叶酸分子溶液滴加于步骤一中得到的Au Nps
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SPE的表面，使得巯基化叶酸分子Fa
‑
PEG
‑
SH连接在Au Nps的表面上进行修饰，得到Fa
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PEG
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SH
‑
Au Nps
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SPE；步骤三、将牛血清白蛋白溶液滴加于步骤二中得到的Fa
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PEG
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SH
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Au Nps
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SPE上进行封闭，然后采用磷酸盐缓冲溶液进行清洗，得到电化学生物传感器。3.一种制备如权利要求1所述的肿瘤细胞快检电化学生物传感器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒Au Nps，然后将Au Nps溶液加入到巯基化叶酸分子Fa
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PEG
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SH溶液中搅拌，得到金纳米颗粒
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巯基化叶酸分子复合物Fa
‑
PEG
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SH
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Au Nps溶液；步骤二、依次采用体积分数75％的乙醇溶液和水对柔性丝网印刷电极SPE进行清洗，并采用氮气吹干；步骤三、采用滴涂法将步骤一中得到的Fa
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PEG
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇灵，梁冬鑫，吴春生，杜立萍，
申请(专利权)人：西安美佳家医疗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：