一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料及其制备方法与应用，属于传感器材料技术领域。在表面活性剂的辅助下，利用原位合成法将有机半导体聚合物(PFODBT)封装在中等粒径的介孔二氧化硅干凝胶(MSX)中形成了一种PFODBT@MSX电化学发光材料。该材料具有优良的水溶性，超高的抗电子转移猝灭干扰能力，排除了由电子转移造成的猝灭，同时可以被Au

【技术实现步骤摘要】
一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于传感器材料
，涉及一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]电化学发光(ECL)是指在外加电压的作用下使电极表面的发光体(即电化学发光材料)发生氧化还原反应形成激发态，而不稳定的激发态回到基态导致的发光现象。基于这一现象建立的ECL生物传感器具有背景信号低、线性范围宽、重现性好等优点，在生物测定和临床检测方面具有广阔的应用前景和市场竞争力。ECL生物传感器是通过将各种电化学发光材料固化在工作电极表面上，然后再次修饰，从而实现对生物相关标志物的传感检测。其中，电化学发光材料的选择对ECL生物传感器的性能有着至关重要的影响，决定了其实际应用价值。例如某些电化学发光材料在聚集状态下或者受到其它电活性干扰物的影响，会诱导产生强烈的分子间电子或能量转移、h
‑
聚集体或激基缔合物等不利于发光的过程或物种，促使处于激发态的分子多以非辐射跃迁方式衰减到基态，从而导致了猝灭发光效应。通常多以电子转移猝灭或能量转移猝灭为主。一般来说，电子转移猝灭是由电活性干扰物与电化学发光材料的自由基发生电化学反应而引发的；能量转移猝灭是由供体和受体光谱重叠而引发的，但大多数能量转移猝灭过程都不可避免地伴随着电子转移猝灭。然而，电子转移猝灭会干扰ECL生物传感器的检测信号，从而降低ECL生物传感器检测的灵敏度和准确性，不利于低丰度物质的检测。因此，如何实现可控猝灭路径，获得高精度信号是一个值得关注的研究方向。
[0003]研究者们通过对各种电化学发光材料进行研究，发现聚合物类的电化学发光材料可以抑制非辐射跃迁，有效防止激子的猝灭。同时由于聚合物具有较长的主链和支链，易于形成线圈，从而赋予其刚性结构，可能是一种很好的抗电子转移猝灭ECL发光体的候选。然而，大多数聚合物的亲水性和相容性较差，成为限制其在ECL生物传感器中应用的瓶颈。因此，为了解决这一问题并进一步增强其抗电子转移猝灭效应，本申请开发了一种具有高度可控猝灭路径的电化学发光材料。基于该材料构建的ECL生物传感器可以很好地实现对与多种癌症有关的miRNA
‑
21等低丰度物质的灵敏检测。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料；本专利技术的目的之三在于提供一种具有高度可控猝灭路径的电化学发光材料在电化学发光生物传感器方面的应用；本专利技术的目的之四在于提供一种电化学发光生物传感器；本专利技术的目的之五在于提供一种电化学发光生物传感器的制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]1.一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法，所述制备方法如下：
[0007]将十六烷基三甲基溴化铵的水溶液与poly[2,7
‑
(9,9
’‑
dioctylfluorene)
‑
alt
‑
4,7
‑
bis(thiophen
‑2‑
yl)benzo
‑
2,1,3
‑
thiadiazole](PFODBT)的四氢呋喃混合，然后于75～80℃下加热20～30min，再依次加入Pluronic F
‑
127的水溶液、正硅酸四乙酯和氨水，然后于80℃下反应2～3h，离心后水洗即可。
[0008]优选的，所述PFODBT、十六烷基三甲基溴化铵、Pluronic F
‑
127、正硅酸四乙酯和氨水的质量体积比为0.5:0.492:5.5:0.5，mg:g:mg:mL。
[0009]优选的，所述十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中十六烷基三甲基溴化铵与水的质量体积比为0.492:7.5，g:mL；所述Pluronic F
‑
127的水溶液中Pluronic F
‑
127与水的质量体积比为5.5:16.5，mg:mL；所述氨水的质量百分数为25％。
[0010]优选的，所述离心的转速为11000～13000rpm、时间为15～20min。
[0011]2.所述方法制备的具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料。
[0012]3.所述PFODBT@MSX电化学发光材料在电化学发光生物传感器方面的应用。
[0013]4.一种电化学发光生物传感器，所述传感器包括过硫酸钾底液和玻碳电极，所述玻碳电极的表面负载所述的PFODBT@MSX电化学发光材料。
[0014]5.所述电化学发光生物传感器的制备方法，所述制备方法如下：
[0015](1)制备修饰电极：将所述PFODBT@MSX电化学发光材料分散在去离子水中，然后滴加在洁净的玻碳电极表面即可；
[0016]所述PFODBT@MSX电化学发光材料在所述玻碳电极上的负载量为5
×
10
‑6mg/mm2；
[0017](2)制备修饰界面：在步骤(1)中所述修饰电极的表面上滴加0.02％壳聚糖的水溶液即可；
[0018]所述壳聚糖在所述修饰电极上的负载量为1.6
×
10
‑4mg/mm2；
[0019](3)制备表面修饰Au
‑
四面体DNA结构的电极：将标记有巯基的四面体DNA和T5 DNA修饰的Au
‑
NPs于37℃下反应2～3h形成溶液，然后将所述溶液与4
‑
(N
‑
maleimidomethyl)
‑
cyclohexane
‑1‑
carboxylic acid 3
‑
sulfo
‑
N
‑
hydroxysuccinimide ester sodium salt(sulfo
‑
SMCC)混合得到混合溶液，再将所述混合溶液滴加在步骤(2)中所述修饰界面上即可；
[0020](4)制备电化学发光生物传感器：在37℃下用质量分数为0.25％的牛血清蛋白封闭步骤(3)中所述表面修饰Au
‑
四面体DNA结构的电极，然后用去离子水淌洗即可。
[0021]优选的，步骤(3)中所述T5 DNA修饰的Au
‑
NPs的制备方法如下：
[0022]将直径为5nm的Au
‑
NPs与浓度为20μmol/L的T5 DNA混合，然后置于摇床上反应得到反应溶液，再向所述反应溶液中加入PBS缓冲液，使所述PBS缓冲液的终浓度达到0.1mol/L后于室温下陈化即可；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：将十六烷基三甲基溴化铵的水溶液与poly[2,7
‑
(9,9
’‑
dioctylfluorene)
‑
alt
‑
4,7
‑
bis(thiophen
‑2‑
yl)benzo
‑
2,1,3
‑
thiadiazole]的四氢呋喃溶液混合，然后于75～80℃下加热20～30min，再依次加入Pluronic F
‑
127的水溶液、正硅酸四乙酯和氨水，然后于80℃下反应2～3h，离心后水洗即可。2.根据权利要求1所述的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法，其特征在于：所述poly[2,7
‑
(9,9
’‑
dioctylfluorene)
‑
alt
‑
4,7
‑
bis(thiophen
‑2‑
yl)benzo
‑
2,1,3
‑
thiadiazole]、十六烷基三甲基溴化铵、Pluronic F
‑
127、正硅酸四乙酯和氨水的质量体积比为0.5:0.492:5.5:0.5，mg:g:mg:mL。3.根据权利要求1所述的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中十六烷基三甲基溴化铵与水的质量体积比为0.492:7.5，g:ml；所述Pluronic F
‑
127的水溶液中Pluronic F
‑
127与水的质量体积比为5.5:16.5，mg:mL；所述氨水的质量百分数为25％。4.根据权利要求1所述的PFODBT@MSX电化学发光材料的制备方法，其特征在于：所述离心的转速为11000～13000rpm、时间为15～20min。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法制备的具有高度可控猝灭路径的PFODBT@MSX电化学发光材料。6.权利要求5所述的PFODBT@MSX电化学发光材料在电化学发光生物传感器方面的应用。7.一种电化学发光生物传感器，所述传感器包括过硫酸钾底液和玻碳电极，其特征在于：所述玻碳电极的表面负载权利要求5所述的PFODBT@MSX电化学发光材料。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：卓颖，李文，梁文斌，钟霞，杨霞，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：