基于电泳和制造技术

本发明专利技术属于生物传感和临床检测技术领域，具体涉及一种基于电泳和

【技术实现步骤摘要】
基于电泳和ECL原理检测CEA的系统、传感器和方法


[0001]本专利技术属于生物传感和临床检测
，具体涉及一种基于电泳和
ECL
原理检测
CEA
的系统
、
传感器和方法
。

技术介绍

[0002]癌胚抗原
(CEA)
是一种广谱癌症标志物，已被确定为癌症诊断
、
监测和治疗疗效评估的临床必要标志物之一
。
随着酶联免疫吸附法
、
基于荧光的方法
、
表面增强拉曼散射技术和电化学法等技术的进步，癌症标记物的识别和定量得到了改进
。
然而这些方法具有耗时长
、
灵敏度低和费用昂贵等缺陷
。
[0003]电化学发光
(Electrochemiluminescence
，缩写为
ECL)
免疫传感器由于良好的稳定性
、
灵敏度
、
选择性等优点在生物检测和临床领域受到广泛关注
。
电化学发光是指在电极表面产生的物质与溶液中的化学物质或者电极产物发生电子转移反应，形成激发态，由激发态返回到基态所产生的一种发光的过程
。ECL
免疫传感器的检测原理是在电极传感界面上固定被标记的抗原与抗体之间相互作用后的免疫复合物，然后通过循环伏安法施加合适的电压，被标记的电化学发光体产生
ECL
信号，最后采集统计数据，得到的目标物浓度与r/>ECL
信号强度之间的关系，来实现待测样品中的定量检测
。ECL
免疫传感器可控性强，样本分析速度快，可以一定程度上缩短测定时间；同时也提供了一种快速
、
高灵敏和高选择性的方法来检测目标物
。
此外，
ECL
免疫传感器还具有背景信号低
、
操作简单
、
使用方便
、
成本低
、
小型化和自动化和广泛的应用性等优点
。
然而，目前的
ECL
传感器要在达到分析物灵敏检测效果的同时实现极短时间检测上仍面临着巨大挑战
。
传统
ECL
传感器采用的孵育方式多为传感界面滴加孵育，其抗原
‑
抗体免疫复合物的结合普遍花费时间为1小时以上，在临床中对目标抗原的检测时间过长；并且在抗体的抗原结合位点和电极表面空间位点上存在较大局限，影响传感器的灵敏度和选择性
。
[0004]电泳法可以有效地实现目标蛋白的快速富集化和降低背景干扰，特别是蛋白质印迹法
。
其检测原理为采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行蛋白质浓缩和分离，使其转移到
NC
膜或
PVDF
膜上，然后利用抗原抗体反应进行特定信号检测
。
该技术已广泛应用于蛋白水平的表达研究
、
抗体活性检测和疾病早期诊断等方面，但具有步骤繁琐，检测时间偏长等缺陷，急需替代检测工具
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种基于电泳和电化学发光原理的癌胚抗原检测系统
。
本专利技术根据蛋白质在电泳技术上发生定向泳动的原理，设计了一种新型电泳装置用于
ECL
免疫传感器，高效地完成目标蛋白的快速富集识别，极大缩短了标志物的孵育时间，实现了快速灵敏地检测靶蛋白
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]基于电泳和电化学发光原理的癌胚抗原检测系统，所述癌胚抗原检测系统由癌胚
抗原的电化学发光免疫传感器和电泳装置组成；所述电泳装置为底部包含铂丝盘的电解杯，所述铂丝盘与电泳仪的电源负极相连；所述电化学发光免疫传感器悬挂于电解杯中，所述电化学发光免疫传感器的工作电极与电源正极相连；待测物质受到向上的电场力驱动到电极表面进行富集
。
[0008]在本
中，介电泳技术
(Dielectrophoresis
，
DEP)
和毛细管电泳
(capillary electrophoresis
，
CE)
也被广泛应用于生物传感领域
。
介电泳技术是由于粒子的偶极子和电场的空间梯度的相互作用，粒子在非均匀电场中的运动
。
该技术的操作对象为中性粒子，在非均匀电场中，由于介电性质不同产生粒子诱导偶极矩的大小及方向不同，从而粒子受力向电场强度高或者低的地方运动
。
介电泳技术基于电场力能产生稳定的捕获场，根据正负介电泳力，粒子向不同电场强度的方向运动，是一种比较适合于微米级生物粒子操控和微系统集成的方法，已经在微流控领域得到了大量的应用
。
毛细管电泳是一类以毛细管为分离通道
、
以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术
。
毛细管电泳实际上包含电泳
、
色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能，也可用于生物大分子如蛋白质的分离检测
。
但两种电泳技术的电泳原理本质与本专利技术应用的电泳系统不同，并且我们构建的电泳装置便宜便携，操作简单，干扰信号少，与
ECL
免疫传感器组成的电场增强型
ECL
免疫传感器可以在极短时间内实现抗原的孵育，实现抗原的快速检测，同时在较大容积的电泳体系中，可以更准确的完成检测
。
[0009]进一步，所述电化学发光免疫传感器可通过铁架台等固定装置悬挂在电解杯中
。
[0010]进一步，所述电化学发光免疫传感器采用三电极体系，包括工作电极
、
对电极和参比电极；所述工作电极为玻碳电极，对电极为铂丝电极，参比电极为
Ag/AgCl。
[0011]进一步，所述工作电极与所述
Pt
盘相平行
。
[0012]进一步，所述工作电极浸入电泳装置的缓冲溶液中，距离缓冲溶液的上液面高度
1mm。
[0013]进一步，所述电化学发光免疫传感器的电化学发光材料为
Au
‑
CNNs
；所述
Au
‑
CNNs
的制备方法为：
[0014](1)
采用
HAuCl4·
4H2O
溶液和
C6H5Na3O7·
2H2O
进行化学还原，制得
AuNPs
；
[0015](2)
将
CNNs
纳米片超声后加入到
AuNPs
中，获得所述
Au
‑
CNNs。
[0016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于电泳和电化学发光原理的癌胚抗原检测系统，其特征在于，所述癌胚抗原检测系统由癌胚抗原的电化学发光免疫传感器和电泳装置组成；所述电泳装置为底部包含铂丝盘的电解杯，所述铂丝盘与电泳仪的电源负极相连；所述电化学发光免疫传感器悬挂于电解杯中，所述电化学发光免疫传感器的工作电极与电源正极相连；待测物质受到向上的电场力驱动到电极表面进行富集
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学发光免疫传感器采用三电极体系，包括工作电极
、
对电极和参比电极；所述工作电极为玻碳电极，对电极为铂丝电极，参比电极为
Ag/AgCl。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作电极浸入电泳装置的缓冲溶液中，距离缓冲溶液的上液面高度
1mm。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学发光免疫传感器的电化学发光材料为
Au
‑
CNNs
；所述
Au
‑
CNNs
的制备方法为：
(1)
采用
HAuCl4·
4H2O
溶液和
C6H5Na3O7·
2H2O
进行化学还原，制得
AuNPs
；
(2)
将
CNNs
纳米片超声后加入到
AuNPs
中，获得所述
Au
‑
CNNs。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学发光免疫传感器的工作电极的制备方法为：在
ATA
溶液中对
GCE
进行电聚合，然后在含
K2S2O8和
H2O2的
PBS
溶液中对电聚合后的
GCE
进行活化处理，而后滴加
EDC
和
NHS
作为偶联剂，活化
ATA
的羧基，制得所述工作电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，武晓婷，臧广超，张玉婵，王贵学，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：