基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用，解决了现有电化学检测癌细胞技术引入外界物质损伤细胞、影响检测结果的问题，该电极是通过将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，室温下活化0.5-2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应0.5-2小时，共价交联叶酸分子后，用超纯水冲洗电极表面而制得的。本发明专利技术制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极用于检测癌细胞灵敏度高，具有良好的选择性和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用，属于生物分析领域。
技术介绍
癌症是一种严重危害人类健康的疾病。据世界卫生组织统计，当今世界每隔6秒就有一个生命被癌症夺去，使人们谈癌色变。癌症的早期及时诊断和治疗为癌症的治愈提供了很大机会。现有的癌症检测方法有荧光成像，磁共振成像，计算机层析成像，X射线摄影和超声技术，但是这些技术不仅成本高、耗时长、检测环境苛刻，而且伴有一定程度的放射性风险，因而，开发一种简单快速、低成本、高灵敏的检测方法对于癌症早期诊断具有重要的意义。电化学检测方法由于具有高灵敏度、操作简单快速、低成本、低能耗等优点，在细胞传感器方面引起了广泛的研究。电化学细胞传感器的制备一般基于监测传感界面的电流或阻抗的信号变化，这些信号变化与细胞的生理状态，例如细胞活性、增殖和凋亡以及细胞数量直接相关，从而实现对细胞数量和生理状态的检测。基于细胞本身带有负电性，通过构建正电的电化学传感界面，利用静电吸附实现细胞的固定和检测。然而这种基于静电作用只能实现细胞的非特异性固定，多数应用于细胞的生理状态监测，以及药物筛选方面的研究，并不能够满足细胞选择性检测的需求。祀向结合技术的发展实现了细胞传感器的特异性识别。例如，(ElectrochimicaActa，61，2012, 179-184)文献公开了基于叶酸功能化的金纳米粒子修饰电极检测癌细胞的方法是利用在电极表面修饰的金纳米粒子上修饰具有选择性识别癌细胞的功能性分子叶酸分子(FA)，电解质溶液中加入游离的的氧化还原探针铁氰化钾和亚铁氰化钾，用于提供电化学检测信号，基于叶酸分子对癌细胞的特异性结合，从而影响电化学信号的变化实现癌细胞的选择性检测。但是，该方法中引入的外部电化学探针铁氰化钾、亚铁氰化钾在生理环境下很容易发生变质，有损细胞和组织的活性，影响检测结果。
技术实现思路
为解决现有癌细胞检测过程中引入外部化学物质对细胞产生损坏而影响检测结果的技术问题，本专利技术提供一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极、制备方法及应用。本专利技术提供基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，该方法包括以下步骤(I)制备金纳米粒子修饰的电极；(2)将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5-12小时，然后浸入到I- (3- 二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，活化O. 5-2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应O. 5-2小时，共价交联叶酸分子，取出，用水冲洗电极表面，制得基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。优选的是，所述的巯基脂肪酸为含8-16个碳原子的巯基脂肪酸，尤其优选8-巯基辛酸，9-巯基壬酸，10-巯基癸酸，11-巯基十一酸，12-巯基十二酸，13-巯基十三酸，14-巯基十四酸，15-巯基十五酸或者16-巯基十六酸。优选的是，所述的_■茂铁基烧基硫醇为含6_11个碳原子的_■茂铁基烧基硫醇，尤其优选6- 二茂铁基己硫醇，7- 二茂铁基庚硫醇，8- 二茂铁基辛硫醇，9- 二茂铁基壬硫醇，10- 二茂铁基癸硫醇或者11- 二茂铁基十一硫醇。优选的是，所述的疏基脂肪酸和_■茂铁基烧基硫醇的混合溶液由疏基脂肪酸和_■茂铁基烷基硫醇按质量比5-10溶于乙醇溶液中制得。优选的是，所述的疏基脂肪酸和_■茂铁基烧基硫醇的混合溶液中，疏基脂肪酸的浓度为1.0-10 mmol/L，二茂铁基烷基硫醇的浓度为1.0-10 mmol/L。优选的是，所述的I-(3-二甲基氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液由I-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺按物质的量比1-5溶于水中制得。优选的是，所述的I-(3-二甲基氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐的浓度为10-75 mmol/L, N-轻基琥拍酰亚胺的浓度为10-75 mmol/L。优选的是，所述的叶酸水溶液的浓度为50-150 mmol/L。本专利技术还提供由上述方法制备的基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。本专利技术还提供基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极在检测癌细胞方面的应用，包括以下步骤(I)将基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极与对电极和参比电极组成三电极体系，制得电化学传感器；(2)在电解质溶液中，采用差分脉冲伏安法，检测癌细胞。优选的是，所述的电解质溶液为NaClO4溶液或者KClO4溶液，浓度为0. 05-0. 2mol/L0优选的是，所述差分脉冲伏安法，测试参数为调整时间为50 ms,间隔时间为0. 5s，调制振幅为50 mV，阶跃电势为5 mV，扫描范围为0. 1-0. 7 V。本专利技术的有益效果为(I)本专利技术在电极表面修饰的金纳米粒子上同时修饰具有选择性识别癌细胞的功能性叶酸分子(FA)和能够产生电化学信号的氧化还原型探针分子二茂铁基烷基硫醇，基于叶酸分子对癌细胞表面过表达的叶酸受体(FR)的特异性识别，细胞传感界面能够选择性结合癌细胞，固定在界面上的癌细胞对内部的探针分子电化学反应产生抑制，引起电化学信号的降低，实现对癌细胞的选择性检测；(2)本专利技术的纳米尺度的三维金纳米粒子具有很大的比表面积，能够结合更多的氧化还原探针分子二茂铁基烷基硫醇，金纳米粒子良好的导电性促进了表面固定的探针分子与底部电极间的电子转移反应，探针分子的固定化避免了外部化学探针的引入对细胞活性的影响，且纳米粒子用于探针的固定化平台可以实现更多探针固定到电极表面，提高了检测灵敏度，实现信号放大的效果，可应用于癌细胞的早期检测；(3)本专利技术的癌细胞检测采用差分脉冲伏安法(DPV)，在一分钟以内即可完成电化学测试，快速的检测能够减少长时间电场效应降低细胞活性的风险，从而进一步提高了检测灵敏度；(4)本专利技术所述一种基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极用于电化学检测癌细胞具有良好的稳定性，经过多次循环伏安扫描还能够保持原有的信号强度。中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作电极不同扫速下中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作电极在电解质溶中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作电极在浸入食盐附图说明图I为本专利技术实施例I中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作电极和对比例I中Au/(MHDA-HT-Fc)工作电极的循环伏安图；图2为本专利技术实施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作电极在不同扫速下的循环伏安图；图3为本专利技术实施例I的峰电流与扫速的线性关系；图4为本专利技术实施例I液中连续电位扫描的循环伏安5为本专利技术实施例I水前后的循环伏安图；图6为本专利技术实施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作电极在相同浓度人宫颈癌细胞溶液中孵育不同时间后的DPV响应峰电流；图7为本专利技术实施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作电极在不同浓度人宫颈癌细胞溶液中孵育后的DPV响应曲线本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)制备金纳米粒子修饰的电极；(2)将金纳米粒子修饰的电极浸入到巯基脂肪酸和二茂铁基烷基硫醇的混合溶液中，组装5?12小时，然后浸入到1?(3?二甲基氨基丙基)?3?乙基碳化二亚胺盐酸盐和N?羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，活化0.5?2小时，然后浸入到叶酸水溶液中反应0.5?2小时，共价交联叶酸分子，取出，用水冲洗电极表面，得到基于叶酸和二茂铁功能化的金纳米粒子修饰的电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉洋，徐善玲，汪天书，刘亚青，汪尔康，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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