【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电化学生物传感器领域，具体涉及一种mos2/n,s-cqds/bi2s3纳米复合材料光电化学传感器的制备方法及以该传感器为基础制备的一体化光电化学便携式传感检测仪在前列腺抗原检测方面的应用。
技术介绍
1、近年来，癌症已成为人类死亡的主要原因之一。虽然癌症的死亡率很高，但早期诊断和治疗干预可以显著提高癌症患者的治愈率。前列腺特异性抗原(psa)是前列腺癌的生物标志物，是一种由前列腺上皮细胞和导管产生的糖蛋白。它在健康男性血清中的浓度通常低于4.0ng/ml，由于血清psa水平的异常增加，使psa成为了诊断不同阶段前列腺癌的最可靠的肿瘤标志物。因此，快速、灵敏地检测人血清和尿液中的psa可能为诊断和治疗前列腺癌提供有效策略。
2、光电化学(pec)作为一种融合光化学和电化学的技术，具有广泛的应用前景和重要的应用价值。pec技术的主要特点包括灵敏度高、响应速度快、背景响应低以及操作简单等优点，这些优势使得它在蛋白质检测、dna检测和生物标志物检测等领域具有广泛的应用。在光电化学检测中，当光源照射到光活性材料上时，光子能量被吸收并激发光生电子和空穴。这些光生载流子(电子和空穴)的分离和转移是光电流产生的关键步骤。光生电子和空穴可以分别迁移到材料的表面或界面，然后通过氧化还原反应与溶液中的分析物发生反应，使得光生载流子重新组合，并产生电流作为检测信号。目前为止，研究人员已经创造了包括质谱免疫分析法、电化学法和酶联免疫吸附法在内的多种psa测量技术。尽管这些方法已经很成熟，但它们仍然存在样品前处理复杂、仪器昂贵
3、本专利技术以mos2/n,s-cqds/bi2s3为基础材料，采用逐层组装的方法建立了一个用于检测血清和尿液中psa的pec免疫传感器。为了使光电化学工作站便于携带和快速对生物标志物进行检测，在本专利技术中还提出并设计了一种一体化光电化学便携式检测仪。这项研究为构建pec免疫传感器平台提供了一种全新的方法，在临床和其他疾病诊断应用方面具有很大的潜力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于在克服现有技术缺陷，提供一种灵敏、快速、便携和低成本的光电化学免疫传感器及其一体化便携式检测仪，实现对癌症标志物前列腺特异性抗原的超灵敏检测。
2、本专利技术提供的一种以高光活性mos2/n,s-cqds/bi2s3纳米复合材料制备光电化学免疫传感器的方法，包括以下步骤：
3、步骤1：n,s-cqds的制备：
4、向超纯水中加入l-半胱氨酸和硫脲混匀，转移到聚四氟乙烯衬里的高压釜200℃下加热10h，得到n,s-cqds溶液，冷冻干燥形成n,s-cqds的纯固体。
5、步骤2：mos2/n,s-cqds/bi2s3纳米复合材料的制备：
6、将钼酸钠二水合物溶于超纯水中，搅拌后添加n,s-cqds的水溶液，继续搅拌，最后添加硝酸铋五水合物搅拌使其充分反应得到钼酸钠二水合物与n,s-cqds的均匀混合溶液；
7、将获得的均匀混合溶液转移到聚四氟乙烯衬里的高压釜加热至200℃，冷却至室温后，离心获得黑色沉淀，洗涤干燥得到光活性黑色复合材料，标记为mos2/n,s-cqds/bi2s3。
8、步骤3：光电化学(pec)传感器的制备：
9、fto玻璃电极依次在丙酮、乙醇和超纯水中清洗，清洗后的fto玻璃电极上涂覆mos2/n,s-cqds/bi2s3悬浮液，干燥，得到标记为fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3的电极；
10、在fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3电极上依次滴加巯基乙酸(tga)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(edc)、n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)、前列腺抗体(anti-psa)和牛血清蛋白(bsa)进行反应以阻断非特异性位点，得到标记为fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/tga/(edc/nhs)/anti-psa/bsa的电极；
11、将fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/tga/(edc/nhs)/anti-psa/bsa电极与psa溶液共孵化1～3h，超纯水清洗孵化后的电极，进行光电流测量实验。
12、所述的步骤1中，超纯水量为10～50ml；
13、所述的步骤1中，l-半胱氨酸和硫脲的投料摩尔比为4:6；
14、所述的步骤1中，冷冻干燥温度为-50～-80℃；
15、所述的步骤2中，搅拌温度为40℃，时间2～4h；
16、所述的步骤2中，离心转速为4200rpm，时间为10～20min；
17、所述的步骤2中，干燥温度为60℃，时间为10～15h；
18、所述的步骤2中，n,s-cqds质量浓度为10～15mg/ml；
19、所述的步骤3中，fto玻璃电极切成圆形薄片，依次用丙酮，乙醇，超纯水超声漂洗30～60min；
20、所述的步骤3中，mos2/n,s-cqds/bi2s3悬浮液的质量浓度为10～15mg/ml，涂抹量为10～20μl；
21、所述的步骤3中，干燥温度为80～120℃，干燥时间为12～20h；
22、所述的步骤3中，tga、edc和nhs物质的量浓度为5～10μmol/l，滴加量为5～10μl，反应时间为1～3h；
23、所述的步骤3中，anti-psa和bsa质量浓度为0～10μg/ml，滴加量为5～10μl，反应时间为1～3h。
24、一种一体化便携式检测仪的制备，具体包括以下步骤：
25、一体化便携式检测仪包括：单片机、插座、排阻、传感器、三极管、晶振、电容、万能板和液晶显示屏。
26、步骤1：将显示器，检测器，光源，电源和电解池所用装置集中在一个系统中，所有微型处理器都通过焊接固定在电路通用板上并置于光电化学工作站密封外壳中；
27、步骤2：通过单片机所连接的控制器对本专利技术所制备的光电化学免疫传感器进行复位，所述传感器接到复位信号后会回发存在脉冲，复位过程结束后，控制器将数据单的总线拉高，接收存在脉冲；
28、步骤3：存在脉冲接收后，控制器向传感器发送操作指令，读取电流强度数据，并录入单片机，在单片机中，事先将电流大小和浓度的关系表存入单片机内，在关系表内搜索已录入的电流强度数值对应的psa浓度值，并录入传感器芯片，并进行显示。
29、所述的步骤1中，光电化学工作站密封外壳是采用环保材料(树脂材料)利用3d技术印制的。
30、所述的步骤2中，当传感器接到复位信号后则会在15～60μs后回发存在脉冲，存在脉冲为一个60～240μs的低电平信号；
31、所述的步骤3中，操作指令本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，将物质的量浓度为5～10μmol/L的巯基乙酸滴加在所述的FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3电极上，静置30～60min，用pH为7.2～7.4的PBS缓冲溶液进行清洗，然后在FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3/TGA电极上依次修饰1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺溶液30～60min，物质的量浓度分别为10～20μmol/L，1～5μmol/L，以激活巯基乙酸的-COOH，并洗掉多余的巯基乙酸，得到FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3/(EDC/NHS)电极。
3.根据权利要求2所述的用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，将质量浓度为5～10μg/mL的前列腺抗体溶液修饰在权利要求2所述的FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3/(EDC/NHS)电极表面，标记为FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3/TG
4.根据权利要求3所述的用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，将PSA溶液与权利要求3所述的FTO/MoS2/N,S-CQDs/Bi2S3/TGA/(EDC/NHS)/Anti-PSA/BSA电极在室温下孵化1～3h，用超纯水清洗电极，并保持在4℃冰箱中待后续进行光电流测量实验。
5.用于前列腺抗原检测的一体化便携式检测仪，采用权利要求1-4任意一项所述的免疫传感器制备，其特征在于，检测仪包括单片机、插座、排阻、所述用于前列腺抗原检测的免疫传感器、三极管、晶振、电容、万能板、液晶显示屏，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一体化便携式检测仪，其特征在于，光电化学工作站密封外壳是采用环保材料利用3D技术印制的。
7.根据权利要求5所述的一体化便携式检测仪，其特征在于，采用三电极系统：制备的光电化学免疫传感器用作工作电极、铂丝电极作为对照电极、Ag/AgCl电极作为参比电极；在PBS缓冲溶液中加入抗坏血酸作为电子供体；具体应用方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一体化便携式检测仪，其特征在于，血液和尿液样品离心转速为8000～12000rpm，时间为10～20min。
9.根据权利要求7所述的一体化便携式检测仪，其特征在于，过滤采用0.45μm孔径的尼龙过滤器。
10.根据权利要求7所述的一体化便携式检测仪，其特征在于，激发光源采用500W的氙气灯，在整个实验过程中施加的电位为0V。
...【技术特征摘要】
1.一种用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，将物质的量浓度为5～10μmol/l的巯基乙酸滴加在所述的fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3电极上，静置30～60min，用ph为7.2～7.4的pbs缓冲溶液进行清洗，然后在fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/tga电极上依次修饰1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺溶液30～60min，物质的量浓度分别为10～20μmol/l，1～5μmol/l，以激活巯基乙酸的-cooh，并洗掉多余的巯基乙酸，得到fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/(edc/nhs)电极。
3.根据权利要求2所述的用于前列腺抗原检测的免疫传感器的制备方法，其特征在于，将质量浓度为5～10μg/ml的前列腺抗体溶液修饰在权利要求2所述的fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/(edc/nhs)电极表面，标记为fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/tga/(edc/nhs)/anti-psa电极，随后将质量浓度为10～20ng/ml的牛血清蛋白滴在修饰后的电极表面，在室温下反应1～3h以阻断非特异性位点，并标记为fto/mos2/n,s-cqds/bi2s3/tga/(edc/nhs)/anti-psa/bsa电极。
4.根据权...
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