一种信号增强型的癌胚抗原快速检测电化学发光传感方法技术

本发明专利技术涉及一种增强型的电化学发光免疫传感器检测CEA。ZnTCPP MOF作为ECL发光探针，有着优异的发光效率，通过O2和K2S2O8之间的协同效应，大大提高了体系的阴极ECL强度。Ti3C

【技术实现步骤摘要】
一种信号增强型的癌胚抗原快速检测电化学发光传感方法


[0001]本专利技术涉及基于一种Ti3C
2 MXene@MoS2基底材料负载ZnTCPP MOF的复合材料，用于快速灵敏检测CEA的电化学发光免疫传感器的制备方法。具体是将Ti3C
2 MXene@MoS2复合材料作为基底材料，以ZnTCPP MOF为ECL荧光探针，制备了一种用于检测CEA的电化学发光免疫传感器，属于新功能材料与传感器检测


技术介绍

[0002]癌胚抗原CEA是一种常用的肿瘤标记，是一种多糖蛋白复合物，其在临床上具有重要的临床应用价值。现有的CEA检测手段有很多，但现在这些手段其操作复杂、耗时、技术要求高、费用高昂。CEA是一种多糖蛋白复合物，已被广泛用作广谱性肿瘤标志物。正常人群血清中CEA水平低于5 ng/mL，如果当血清中CEA浓度远远超过20 ng/mL，则作为确诊癌症患者的标志之一。除此以外，在术后观察、疗效评估以及复发性肿瘤的治疗中也有广泛的应用。目前，各种检测技术已经发展起来，如高效液相色谱HPLC、质谱和分光光度法。然而，这些技术虽然能够检测CEA，但由于成本高、灵敏度低、响应多变等原因，存在一定的局限性。基于有机和无机电极的电化学传感器也被引入到CEA分析中，但它们的灵敏度很低、选择性较差。本专利技术将物质的光谱学行为和电化学行为结合起来，设计了一种新型的电化学发光传感器，其分析速度快，操作简单，稳定性好，检测限低，以及生物相容性好等，本专利技术对CEA的检测限达到46.4 fg/mL。
[0003]电化学发光免疫传感器是基于物质的电化学发光行为来确定待测物浓度的一类检测装置。电化学发光检测方法具有设备简单、灵敏度高、易于微型化的优点，已发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品、环境、医药等领域具有广阔的应用前景。
[0004]在Ti3C
2 MXene@MoS2体系中，Ti3C
2 MXene具有层状结构、亲水性、高电子传递效率和离子导电性、技术灵活性和力学性能，可以调节其电子结构，增加可达活性位点，实现了Ti3C
2 MXene对MoS2的大量负载，可催化共反应剂与发光材料结合，利于形成稳定的ECL体系，MoS2相结构对其催化性能占主导作用，能够进一步提高体系的催化活性。
[0005]传感领域的金属有机骨架MOF主要作为载体材料增加发光基团或氧化还原活性材料的负载，甚至通过合成后修饰进一步扩展其应用范围。在MOF中掺杂客体分子，如发光基团和电活性材料，会导致试剂泄漏和利用率低下，具有ECL信号的新型MOF探针的设计因其易于修改、结构可定制、永久孔隙和大表面积而引起了我们的关注，在开发多效MOF时，必须选择既发光又具有良好氧化还原性能的配体。有机纳米结构的研究被认为是具有潜在的应用价值的，由于其良好的光学，电子，化学和机械性能。据报道，鲁米诺负载的金纳米材料（luminol@Au NPs）和钌
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二氧化硅复合纳米粒子有稳定的ECL信号。除了这些常用的ECL体之外，四（4
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羧基苯基）卟啉（TCPP）及其衍生物由于其优异的性能引起人们的研究兴趣。卟啉具有独特的结构和良好的光学、电化学和催化性能，是合成多种MOFs的有前途的配体材料，特别是基于2D ZnTCPP MOF可以大大缩短离子和电子的传输距离并提高利用率，二维ZnTCPP MOF可以有效地作为独特的电化学发光(ECL)和电化学(EC)双信号指示剂构建免疫
传感器。本专利技术制备的电化学发光免疫传感器，具有低成本、高灵敏、特异性好、快速检测、易于制备等优点，实现了在较低CEA浓度的快速、超灵敏检测，有效克服了目前CEA检测方法的不足。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一是制备了一种新型的ZnTCPP材料并且通过O2和K2S2O8之间的协同效应，大大提高了体系的阴极ECL强度。
[0007]本专利技术的目的之二是在Ti3C
2 MXene具有高比表面积、良好的导电性和易于修饰的活性位点，有效减少载流子的迁移距离和迁移速率，负载MoS2能够捕获抗体Ab1，提高复合材料的生物相容性，与发光材料结合形成稳定的ECL响应。
[0008]本专利技术的目的之三是ZnTCPP MOF作为一种新型的近红外ECL发光团，比TCPP单体表现出更高效和稳定的ECL发射，二维ZnTCPP MOF可以有效地作为独特的电化学发光(ECL)和电化学(EC)双信号指示剂构建免疫传感器。
[0009]本专利技术的目的之四是Ti3C
2 MXene@MoS2基底材料的信号放大作用构建信号增强型电化学发光免疫传感器以CEA为模型分析物，构建免疫传感器，以ZnTCPP MOF作为发光探针，成功制备了一种用于检测CEA的电化学发光免疫传感器。
[0010]本专利技术的目的之五是在利用所构建的免疫传感器实现了CEA的超灵敏检测，检测限为46.4 fg/mL。相对于基于MoS2构建的传感器，其线性范围宽了一个数量级，检出限低了一个数量级，因此该方法是本领域科研工作者不经历大量的科研实验和创新思维无法达到的。
[0011]1．一种用于快速检测癌胚抗原CEA的电化学发光免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）二维Ti3C
2 MXene原位生长二硫化钼MoS2复合物Ti3C
2 MXene@ MoS2的制备：称取0 ~ 5 g 碳钛化铝Ti3AlC2粉末缓慢加入到10 ~ 50 mL 40 wt% 氢氟酸HF，室温搅拌72 h，用去离子水洗涤至中性，在60 ℃真空干燥箱干燥12 h，得到Ti3C
2 MXene，称取10 ~ 30 mg 二水钼酸钠Na2MoO
4 2H2O和20 ~ 50 mg 硫脲CN2H4S于10 ~ 100 mL水中至溶液澄清，将30 ~ 100 mg Ti3C
2 MXene加入上述溶液搅拌1 h，将形成悬浮液转移至25 mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高温釜中在200 ℃反应24 h后，冷却至室温，真空过滤后用去离子水洗涤3次，在80 ℃真空干燥箱干燥12 h，得到Ti3C
2 MXene@MoS2复合材料，留存备用；（2）四苯基卟啉TCPP的制备称取0 ~ 50 g对甲酰基苯甲酸甲酯C9H8O3加入装有200 ~ 500 mL丙酸（C2H5COOH）的三颈烧瓶内置于油浴锅中加热进行回流反应，保持微沸10 min，滴加5 ~ 20 mL新蒸吡咯，接着将反应液继续加热至125 ℃，回流1 h后停止加热，搅拌冷却至室温，再加入10 ~ 300 mL甲醇（CH3OH），静置过夜，过夜反应后瓶底部有紫色晶体析出，用甲醇抽滤直至滤液为无色，然后再真空干燥得到TCPP
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OMe粗产品，后加入四氢呋喃THF与甲醇CH3OH的混合液使TCPP
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OMe粗产品回流水解，反应结束后，调节溶液的pH值为5得到卟啉混合液，后用四氢呋喃THF和二氯甲烷CH2Cl2的混合溶剂萃取三次，取有机相即为TC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于快速检测癌胚抗原CEA的电化学发光免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）二维Ti3C
2 MXene原位生长二硫化钼MoS2复合物Ti3C
2 MXene@ MoS2的制备：称取0 ~ 5 g 碳钛化铝Ti3AlC2粉末缓慢加入到10 ~ 50 mL 40 wt% 氢氟酸HF，室温搅拌72 h，用去离子水洗涤至中性，在60 ℃真空干燥箱干燥12 h，得到Ti3C
2 MXene，称取10 ~ 30 mg 二水钼酸钠Na2MoO4•
2H2O和20 ~ 50 mg 硫脲CN2H4S于10 ~ 100 mL水中至溶液澄清，将30 ~ 100 mg Ti3C
2 MXene加入上述溶液搅拌1 h，将形成悬浮液转移至25 mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高温釜中在200 ℃反应24 h后，冷却至室温，用去离子水洗涤3次，在80 ℃真空干燥箱干燥12 h，得到Ti3C
2 MXene@MoS2复合材料，留存备用；（2）四苯基卟啉TCPP的制备称取0 ~ 50 g对甲酰基苯甲酸甲酯C9H8O3加入装有200 ~ 500 mL丙酸C2H5COOH的三颈烧瓶内置于油浴锅中加热进行回流反应，保持微沸10 min，滴加5 ~ 20 mL新蒸吡咯，接着将反应液继续加热至125 ℃，回流1 h后停止加热，搅拌冷却至室温，再加入10 ~ 300 mL甲醇CH3OH，静置过夜，过夜反应后瓶底部有紫色晶体析出，用甲醇洗涤抽滤直至滤液为无色，然后再真空干燥得到TCPP
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OMe粗产品，后加入四氢呋喃THF与甲醇CH3OH的混合液使TCPP
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OMe粗产品回流水解，反应结束后，调节溶液的pH值为5得到卟啉混合液，后用四氢呋喃THF和二氯甲烷CH2Cl2的混合溶剂萃取三次，取有机相即为TCPP的粗产品，将粗产品进行200～300目硅胶柱层析，最终得到实验所需的TCPP备用；（3）2D锌卟啉有机金属框架ZnTCPP MOF的制备0 ~ 5.0 mg TCPP溶解在10 ~ 15 mL N,N二甲基甲酰胺DMF中，将1 ~ 5 mL的9.0 mmol
⋅
L
−1二水乙酸锌Zn(CH3COO)2•
2H2O溶液滴入上述TCPP溶液中，再加入1.0 ~ 5.0 mg 对苯二甲酸BDCA，形成均匀溶液，将最终混合物加热并在150℃回流1 h，然后冷却至室温后用乙醇和水洗涤得到ZnTCPP ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝延硕，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：