一种基于AgInS2量子点-DNA纳米线的光致电化学生物传感器及其检测应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于AgInS2量子点

【技术实现步骤摘要】
一种基于AgInS2量子点
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DNA纳米线的光致电化学生物传感器及其检测应用

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[0001]本专利技术涉及一种基于AgInS2量子点
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DNA纳米线的多功能光致电化学生物传感器；以及所述生物传感器的制备方法及其检测Hg
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和黄曲霉素B1的分析应用。

技术介绍
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[0002]近几年，无毒量子点如CuInS2、AgInS2因具有光电活性而被重点研究[Zhang,Y.；Ma,Q.；Yan,Y.et al.Anal.Chem.2020,92:15679
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15684.]，它们具有宽带发射，荧光量子产率高[Baimuratov,A.S.；Martynenko,I.V.；Baranov,A.V.et al.Phys.Chem.C,2019,123,16430.]，在可见光到近红外区具有可调的光学带隙，已广泛用于光电传感检测中[Shi,H.；Jia,L.；Wang,C.etal.OpticalMaterials,2020,99:109549]。金属有机骨架具有高比表面积、高孔隙率，有利于光电子传输，在光电化学分析中应用越来越多[Shen,K.；Chen,X.et al.ACSCatal,2016,6,5887
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5903.]。掺氮多孔炭(NPC)具有多孔结构和高电子电导率，在抗坏血酸(AA)氧化和还原反应中表现出优异的电化学性能。
[0003]然而，许多光敏材料在应用过程易自发性团聚、利用率低，为此研究人员开发DNA纳米结构负载光敏材料。例如：Chen的团队提出一种DNA纳米丛林结构负载[Ru(NH3)
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，增强传感信号[Chen,X.；Liu,Y.；Xu,L.et al.Anal.Chem.2019,91,13712
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13719.]。在我们先前工作中，通过3D DNA纳米网状结构组装CdSe量子点[Cai,Q.；Wu,D.；Li,H.etal.Biosensors&Bioelectronics,2021:113455.]。
[0004]本工作将AgInS
2 QDs组装到DNA纳米线上构建放大信号的光电探针，增加AgInS
2 QDs负载量，提高光电流信号。基于AgInS
2 QDs
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DNA纳米线对NPC
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ZnO多面体光电流的极性反转，构建了一种超灵敏的多功能光电生物传感器，用于双目标检测。目标Hg
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诱导循环放大产生大量RDNA，将纳米线信号探针修饰到电极上，产生极强的光电流信号，实现对目标一Hg
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的灵敏检测；当目标二AFB1与电极上的适体特异性结合时，将纳米线信号探针取代下来，减弱光电流信号，对AFB1进行检测。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的是提供一种基于AgInS2QDs
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DNA纳米线的光致电化学生物传感器；以及所述生物传感器的制备方法及其检测Hg
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和黄曲霉素B1的分析应用。
[0006]具体包括以下步骤：
[0007]步骤1.合成NPC
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ZnO:将1.485g硝酸锌和3.28g 2
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甲基咪唑分别溶解、混合，常温搅拌2h得到晶体。将产物离心、无水甲醇洗涤，冷冻干燥过夜得ZIF
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8。随后放于管式炉中，保持N2氛围，在600℃下直接碳化3h，得到NPC
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ZnO。将0.5mL3
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氨丙基三乙氧基硅烷分散在5mL乙醇中，用盐酸调pH至5，搅拌下添加0.125g NPC
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ZnO，搅拌14h，离心洗涤得NPC
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ZnO
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NH2。
[0008]步骤2.AgInS
2 QDs制备：在100mL烧瓶中加入50mL含有0.1mmolAgNO3、0.4mmol In
(NO)3和0.1mmol MPA的水溶液。在强力搅拌下，将3mL 0.2M的Na2S溶液快速注入烧瓶中。将混合溶液加热到100℃，保温2h，让AgInS2QDs生长。
[0009]步骤3.AgInS
2 QDs
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DNA纳米线的制备：取50μL 1μM DNA1和50μL 1μM DNA2加入到离心管中，在95℃下加热5min，自然冷却到室温，得到DNA1与DNA2的杂交产物。取70μL纯化的AgInS2QDs，加入15μL EDC/NHS混合液(含0.1M EDC和0.025M NHS)活化40min，再加入15μL 10μM的DNA3，将混合溶液于37℃摇床反应6h，得AgInS2QDs
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DNA3混合物，离心后分散在100μL水。然后将DNA1和DNA2的杂交产物加入到AgInS2QDs
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DNA3的混合溶液中，孵育2h，重新离心(2000rpm,5min)分散在200μL水中，得AgInS2QDs
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DNA纳米线。
[0010]步骤4.目标Hg
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诱导扩增过程：在含有20mM Tris
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HCl、100mM NaCl、1mM EDTA和5mM MgCl2的40μLTris
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HCl缓冲液(pH＝7.4)中，加入30μLHP(5μM)、6U的ExoⅢ和30μL不同浓度的Hg
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溶液，在37℃下温育2.5h制备RDNA。然后将溶液加热到80℃，时间10min，然后冷却到室温。最后，将RDNA保存在4℃中，以备进一步使用。
[0011]步骤5.PEC生物传感器的制备：用10mM的EDC/NHS混合液活化AFB1适体。取20μL 0.5mg
·
mL
‑1氨基化NPC
‑
ZnO滴到ITO电极上，自然干燥后，将活化好的20μLAFB1适体滴到电极上，孵育2h，再用2mM巯基己醇封闭电极1h。随后向电极上滴加不同浓度的RDNA，孵育2h后再滴加20μLAgInS
2 QD
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DNA纳米线，反应2h。用超纯水轻微冲洗以除去未连接上的反应物，最后一步冲洗后在空气中干燥，待测ECL检测Hg
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。
[0012]构建检测黄曲霉素B1的传感平台，只需在上述步骤完成后，再滴加不同浓度的黄曲霉素B1，孵育2h后，用PBS冲洗并在空气中干燥、待测ECL。
[0013]步骤6.PEC检测：PEC检测在含有10mM抗坏血酸(AA)的PBS(pH＝7.4，100mM)中进行光电流测量，利用CHI660e电化学工作站，蓝光作激发光源。本实验使用三电极系统：ITO作为工作电极，Pt丝作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极。
[0014]本专利技术研制了多功能光致电化学生物传感器，用于Hg
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和黄曲霉素B1的双目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DNA
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量子点纳米线的光致电化学生物传感器在检测Hg
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和黄曲霉素B1中的应用，其特征是：利用AgInS2量子点标记的DNA纳米线放大信号，结合AgInS2量子点反转NPC
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ZnO纳米多面体的光电流信号，研制了光致电化学生物传感器，通过光电信号“on
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off”检测模式，实现了对Hg
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和黄曲霉素B1双目标高灵敏检测；目标一Hg
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引发了DNA循环放大反应，产生大量RDNA，将AgInS2量子点标记的DNA纳米线组装到电极上，实现了光电化学信号“on”检测Hg
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；进一步利用目标二黄曲霉素B1竞争结合电极表面的适体，使AgInS2量子点标记的DNA纳米线从电极表面脱落，实现了光电化学信号“off”检测黄曲霉素B1；具体如下：步骤1.AgInS2量子点
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DNA纳米线的制备：取50μL 1μM DNA1和50μL 1μM DNA2加入到离心管中，在95℃下加热5min，自然冷却到室温，得到DNA1与DNA2的杂交产物；取70μL纯化的AgInS2量子点，向其中加入15μL含有0.1M的EDC和0.025M NHS的混合溶液，活化羧基40min，再向其中加入15μL 10μM的DNA3，将混合溶液放进37℃的摇床里反应6h，得到AgInS2量子点
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DNA3混合物，于3000rpm下重新离心5min，之后分散在100μL水里；然后将DNA1和DNA2的杂交产物加入到AgInS2量子点
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DNA3的混合溶液中，孵育...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡倩倩，接贵芬，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：