一种免标记光电生物传感器及其制备方法技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，具体公开了一种免标记光电生物传感器及其制备方法。本发明专利技术以Au@Mxenes为电极及光响应UIO

【技术实现步骤摘要】
一种免标记光电生物传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种免标记光电生物传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]蛋白激酶是一种能够催化蛋白质发生磷酸化反应的生物酶。其催化的蛋白磷酸化过程在细胞信号的传导、细胞增殖、分化与衰老、以及基因传递等一系列生理过程中起着重要的作用。当蛋白激酶本身活性或者蛋白激酶催化蛋白发生磷酸化反应的位点发生错误的时候，会导致肿瘤、炎症、阿兹海默症等多种疾病的发生。因此，对蛋白激酶活性的灵敏检测极为重要。
[0003]目前存在多种光电传感方法对蛋白激酶的活性进行检测。但是在这些方法中仍处在一下问题：1、大部分应用的电极为ITO导电玻璃，上面修饰氧化锌、二氧化钛、氧化锡等半导体，尽管取得了比较好的检测效果，但是ITO导电玻璃为一次性易耗品，使用之前仍需强碱以及乙酸、丙酮等洗涤烘干，然后在ITO电极上进一步或经过化学生长或物理修饰上相关半导体材料，继而组装光电传感器，操作组装步骤比较繁琐，时间比较冗长。氧化锌、二氧化钛、氧化锡等为宽禁带半导体，必需采用对生物分子有害紫外光激发。2、绝大部分光电传感所用探针一方面以金属离子/氧化物或通过抗原抗体的结合等连接到经由蛋白激酶磷酸化的底物肽上，连接效率不高，同时受外部温度、pH值的变化影响较大，影响检测结果的准确性。
[0004]因此，如何提供一种免标记光电生物传感器及其制备方法，实现可见光激发，避免一次性基底的使用，同时保证检测结果的准确性是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种免标记光电生物传感器及其制备方法，解决了现有光电传感器必需采用对生物分子有害紫外光激发，组装步骤繁琐，原料易耗，检测结果准确性差的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种免标记光电生物传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将巯基乙酸滴加到肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极上进行反应，然后将含蛋白质激酶的缓冲溶液、UiO
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NH2探针溶液顺次滴加到玻碳电极上，得到免标记光电生物传感器。
[0009]优选的，所述反应的时间为30～90min，UiO
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NH2探针溶液滴加时的温度为36.5～37℃。
[0010]优选的，所述肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极的制备方法如下：
[0011]1)Mxenes纳米片的制备：将Ti3AlC2加入到LiF和盐酸混合溶液中，反应得到Mxenes纳米片；
[0012]2)Au@Mxenes的制备：使Mxenes纳米片溶液与氯金酸溶液反应，得到Au@Mxenes溶液；
[0013]3)肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极的制备：将步骤2)得到的Au@Mxenes溶液滴加到玻碳电极表面，烘干，然后滴加肯普肽溶液，反应得到肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极；
[0014]其中，LiF和盐酸混合溶液由0.7～1g LiF与10mL的8～10mol/L盐酸搅拌20～26h得到；
[0015]LiF与Ti3AlC2的质量比为0.7～1g：0.5g；
[0016]所述Mxenes纳米片溶液的质量浓度为1～20％，氯金酸溶液的质量浓度为0.01～0.03％，Mxenes纳米片溶液与氯金酸溶液的体积比为1～20:100；
[0017]每个玻碳电极上Au@Mxenes溶液的滴加量为5～22μL；
[0018]每个玻碳电极上肯普肽溶液的滴加量为5～22μL；
[0019]所述肯普肽溶液的摩尔浓度为400～600μmoL/L。
[0020]优选的，所述步骤1)中反应的时间为20～26h，反应的温度为40～50℃；
[0021]所述步骤2)中反应的时间为40～80s；
[0022]所述步骤3)中反应的时间为10～14h，反应的环境为黑暗环境。
[0023]优选的，所述UiO
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NH2探针的制备方法如下：
[0024]将ZrCl4、乙酸、二甲基甲酰胺、水和氨基对苯二甲酸反应得到UiO
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NH2探针。
[0025]优选的，所述ZrCl4、乙酸、二甲基甲酰胺、水和氨基对苯二甲酸的添加比为220～260mg：3～5mL：30～34mL：0.1～0.13mL：180～190mg。
[0026]优选的，所述UiO
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NH2探针制备过程中的反应为在100～130℃条件下烘干22～25h，得到UiO
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NH2探针。
[0027]优选的，所述含蛋白质激酶的缓冲溶液为0～90U/mL蛋白质激酶、110～130μmol/L ATP、45～55mmol/L Tris
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HCl和18～22mmol/L MgCl2的混合物；含蛋白质激酶的缓冲溶液的pH值为7.2～7.8。
[0028]优选的，所述巯基乙酸的摩尔浓度为0.5～1.5mmol/L；
[0029]每个玻碳电极上巯基乙酸的滴加量为5～22μL；
[0030]每个玻碳电极上含蛋白质激酶的缓冲溶液的滴加量为5～22μL；
[0031]所述UiO
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NH2探针溶液的质量浓度为1.8～2.2mg/mL；
[0032]每个玻碳电极上UiO
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NH2探针溶液的滴加量为5～22μL。
[0033]本专利技术的另一目的是提供一种免标记光电生物传感器的制备方法制备得到的免标记光电生物传感器。
[0034]Mxenes材料是一类具有二维层状结构的金属碳/氮化物，其化学通式为M
n+1
X
n
Tx，其中(n＝1～3)，M代表早期过渡金属，如Ti、Zr、V、Mo等；X代表C或N元素，Tx为表面基团，通常为
‑
OH，
‑
O，
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F和
‑
Cl。它最初于2011年出现，由于Mxenes材料表面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性。同时生物分子具有大的比表面积和良好的生物相容性。
[0035]本专利技术所述免标记光电生物传感器的实验原理：
[0036]在ATP与金属镁离子的存在下，由于蛋白激酶的催化，肯普肽上的羟基会被ATP中的磷酸基取代从而发生磷酸化。UiO
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NH2表面存在大量的表面缺陷，通过表面缺陷与磷酸化的肯普肽之间形成Zr
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O
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P键连接到一起。在可见光的激发下，UiO
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NH2产生光生电...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免标记光电生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将巯基乙酸滴加到肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极上进行反应，然后将含蛋白质激酶的缓冲溶液、UiO
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NH2探针溶液顺次滴加到玻碳电极上，得到免标记光电生物传感器。2.根据权利要求1所述的一种免标记光电生物传感器的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为30～90min，UiO
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NH2探针溶液滴加时的温度为36.5～37℃。3.根据权利要求1或2所述的一种免标记光电生物传感器的制备方法，其特征在于，所述肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极的制备方法如下：1)Mxenes纳米片的制备：将Ti3AlC2加入到LiF和盐酸混合溶液中，反应得到Mxenes纳米片；2)Au@Mxenes的制备：使Mxenes纳米片溶液与氯金酸溶液反应，得到Au@Mxenes溶液；3)肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极的制备：将步骤2)得到的Au@Mxenes溶液滴加到玻碳电极表面，烘干，然后滴加肯普肽溶液，反应得到肯普肽修饰的Au@Mxenes玻碳电极；其中，LiF和盐酸混合溶液由0.7～1g LiF与10mL的8～10mol/L盐酸搅拌20～26h得到；LiF与Ti3AlC2的质量比为0.7～1g：0.5g；所述Mxenes纳米片溶液的质量浓度为1～20％，氯金酸溶液的质量浓度为0.01～0.03％，Mxenes纳米片溶液与氯金酸溶液的体积比为1～20:100；每个玻碳电极上Au@Mxenes溶液的滴加量为5～22μL；每个玻碳电极上肯普肽溶液的滴加量为5～22μL；所述肯普肽溶液的摩尔浓度为400～600μmoL/L。4.根据权利要求3所述的一种免标记光电生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的时间为20～26h，反应的温度为30～40℃；所述步骤2)中反应的时间为40～80s；所述步骤3)中反应的时间为10～14h，反应的环境为黑暗环境。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志勇，刘向文，邓平晔，李盼，魏晓晓，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院分析测试研究所北京市理化分析测试中心，
类型：发明
国别省市：