一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器，本发明专利技术以

【技术实现步骤摘要】
一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器


[0001]本专利技术涉及一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器，属于检测分析

。

技术介绍

[0002]癌症是一种威胁群众生命健康的慢性疾病
。
在过去的几十年里，癌症的发病率不断增加，成为全球的第二大死因
。
癌胚抗原是一个广谱性肿瘤标志物，它能向人们反映出多种肿瘤的存在，健康成人的血清中，癌胚抗原
(CEA)
的含量较低，而对于乳腺癌
、
直肠癌和胃癌等患者的血清中癌胚抗原等标志物的含量会显著升高
。
因此，癌胚抗原的检测对于癌症的诊断和治疗具有重要的意义
。
目前，检测癌胚抗原的分析方法主要有荧光法
、
比色法和电化学法等
。
但这些方法往往离不开复杂精密复杂的仪器设备和专业有素的技术人员，且通常只适用于大型医院和实验室
。
此外，天然酶的稳定性较差且价格昂贵，这大大限制了其在实际检测中的应用
。
因此，在日常家庭护理中，需要开发简单便携
、
用户友好的检测新方法
。
[0003]即时检测
(POCT)
技术是一种价格低廉
、
操作简单和用户友好的分析检测手段，在生物检测方面具有广阔的应用前景
。
目前，
POCT
的简单信号输出方式主要有颜色
、
温度/>、
压力和距离等，可以通过智能手机
、
温度计
、
压力计和尺子等便携式工具或仪器进行测量
。
但是，单一模式的信号输出方式往往会由于操作条件等因素而导致假阳性或假阴性结果
。
因此，多模式信号输出的便携式传感器引起了广泛关注
。
[0004]近年来，纳米酶由于其良好的稳定性和高效的催化活性等优势，在癌症治疗
、
消炎杀菌以及生物检测等方面取得了突破性的进展
。
目前为止，已报道的纳米酶包括碳纳米材料
、
贵金属以及金属氧化物等
。
其中，二氧化锰
(MnO2)
是一种无毒
、
稳定且低成本的纳米材料
。MnO2纳米花
(NF)
是一种具有三维结构的纳米材料，与纳米线
、
纳米片和纳米棒相比，
MnO2NFs
具有更大的比表面积和原子利用率，是迄今为止最优的纳米结构之一
。MnO2在催化反应中无需
H2O2就可以催化
3,3',5,5'
‑
四甲基联苯胺
(TMB)
发生显色反应，这为其在免疫分析中的应用奠定了基础
。
此外，
TMB
被氧化生成氧化
TMB(oxTMB)
，不仅伴随有颜色的变化，还可以利用
oxTMB
的光热效应，通过温度变化等其它可视化信号来实现目标物的检测
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器
。
本专利技术的胚抗原检测传感器在无需复杂的仪器和操作程序的情况下，即可实现对肿瘤标志物癌胚抗原的多模式即时检测
。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器的制备方法，包括步骤如下：
[0008](1)
将
KMnO4溶解在盐酸溶液中，得到
KMnO4溶液，
[0009](2)
向步骤
(1)
制备的
KMnO4溶液中滴加柠檬酸溶液，室温下搅拌，溶液由紫色变为
褐色，并产生棕色的颗粒，离心，棕色颗粒用去离子水洗涤至上清液变为无色透明，颗粒物真空干燥，得到
MnO
2 NFs
；
[0010](3)
将
MnO
2 NFs
分散在去离子水中超声，得到
MnO
2 NFs
分散液；
[0011](4)
向
MnO
2 NFs
分散液中加入
EDC
和
NHS
的
MES
缓冲溶液，使用
EDC
和
NHS
活化
MnO
2 NFs
上的羧基，然后清洗，重新分散，得到活化后
MnO
2 NFs
；
[0012](5)
将癌胚抗原对应的检测抗体溶液与活化后
MnO
2 NFs
混合均匀并孵育，然后使用
PBS
缓冲液洗涤，洗涤后加入
BSA
溶液一起孵育阻断非特异性吸附，分散在
PBS
缓冲溶液中，得到抗体修饰的
MnO
2 NFs
探针溶液；
[0013](6)
每间隔
30min
向纤维素色谱纸上滴加
NaIO4和
LiCl
的混合溶液，重复滴加步骤，去离子水清洗去除未结合的
NaIO4和
LiCl
，然后均匀滴加捕获抗体溶液，孵育，去除未反应的捕获抗体，滴加
BSA
溶液封闭未结合的反应位点，去除多余的
BSA
，得到用于免疫检测的纸基底；
[0014](7)
将癌胚抗原溶液添加到用于免疫检测的纸基底，室温下孵育，洗涤，加入步骤
(5)
制得的抗体修饰的
MnO
2 NFs
探针溶液，室温下孵育，得到多模便携式癌胚抗原检测传感器
。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中，盐酸溶液的浓度为
0.1
‑
0.3M。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中，
KMnO4溶液的浓度为1‑
5mg/mL。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
中，柠檬酸溶液浓度为
0.05
‑
0.15M。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
中，
KMnO4溶液与柠檬酸溶液的体积比为
35
‑
45:1。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
中，室温下搅拌时间为
40
‑
60min
，离心为以
8000
‑
12000rpm
的转速离心5‑
20min
，真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于二氧化锰纳米花的多模便携式癌胚抗原检测传感器的制备方法，包括步骤如下：
(1)
将
KMnO4溶解在盐酸溶液中，得到
KMnO4溶液，
(2)
向步骤
(1)
制备的
KMnO4溶液中滴加柠檬酸溶液，室温下搅拌，溶液由紫色变为褐色，并产生棕色的颗粒，离心，棕色颗粒用去离子水洗涤至上清液变为无色透明，颗粒物真空干燥，得到
MnO
2 NFs
；
(3)
将
MnO
2 NFs
分散在去离子水中超声，得到
MnO
2 NFs
分散液；
(4)
向
MnO
2 NFs
分散液中加入
EDC
和
NHS
的
MES
缓冲溶液，使用
EDC
和
NHS
活化
MnO
2 NFs
上的羧基，然后清洗，重新分散，得到活化后
MnO
2 NFs
；
(5)
将癌胚抗原对应的检测抗体溶液与活化后
MnO
2 NFs
混合均匀并孵育，然后使用
PBS
缓冲液洗涤，洗涤后加入
BSA
溶液一起孵育阻断非特异性吸附，分散在
PBS
缓冲溶液中，得到抗体修饰的
MnO
2 NFs
探针溶液；
(6)
每间隔
30min
向纤维素色谱纸上滴加
NaIO4和
LiCl
的混合溶液，重复滴加步骤，去离子水清洗去除未结合的
NaIO4和
LiCl
，然后均匀滴加捕获抗体溶液，孵育，去除未反应的捕获抗体，滴加
BSA
溶液封闭未结合的反应位点，去除多余的
BSA
，得到用于免疫检测的纸基底；
(7)
将癌胚抗原溶液添加到用于免疫检测的纸基底，室温下孵育，洗涤，加入步骤
(5)
制得的抗体修饰的
MnO
2 NFs
探针溶液，室温下孵育，得到多模便携式癌胚抗原检测传感器
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，盐酸溶液的浓度为
0.1M
‑
0.3M
，
KMnO4溶液的浓度为1‑
5mg/mL。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(2)
中，柠檬酸溶液浓度为
0.05
‑
0.15M
，
KMnO4溶液与柠檬酸溶液的体积比为
35
‑
45:1
，室温下搅拌时间为
40
‑
60min
，离心为以
8000
‑
12000rpm
的转速离心5‑
20min
，真空干燥温度为
50
‑
70℃。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(3)
中，
MnO
2 NFs
分散液的浓度为
0.4
‑
0.6mg/mL。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(4)
中，
EDC
和
NHS
的
MES
缓冲溶液中
EDC
的浓度为1‑
5mg/mL
，
NHS
的浓度为3‑
8mg/mL
，
pH
＝4‑
6.5。6.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(5)
中，检测抗体溶液的浓度为
90
‑
110
μ
g/mL
，检测抗体与活化后
MnO
2 NFs
的体积比为
(1
‑
2):(1
‑
2)
，孵育为
37℃
下孵育
1h
，
BSA
溶液的质量浓度为
0.4
‑
0.6
％，活化后
MnO
2 NFs
与
BSA
溶液的体积比为
(1
‑
2):(1
‑
2)
，抗体修饰的
MnO
2 NFs
探针在...

【专利技术属性】
技术研发人员：于丽，台文君，胡琼政，董心凤，赵丰扬，武文丽，王允山，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：