一次性纳米电致化学发光双组份免疫传感器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于两种不同外壳量子点(quantum dots，QDs)的电致化学发光(ECL)信号示踪的双组份免疫传感器及其制备方法。传感器依据两种QDs材料的发光电位分辨和ITO导电玻璃的空间分辨实现待测对象的检测。
【背景技术】
[0002]ECL过程是指通过电化学的方法，向电极表面的发光体或其共反应剂注入电子或洞穴，通过氧化态和还原态中间体的碰撞发生电子传递，从而产生发光体激发态，跃迀回基态时产生光辐射。QDs又称纳米晶，由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级。QDs 一般为球形或类球形，通常由IIB?VIA或IIIA?VA元素组成，粒径一般介于I?1nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。基于量子效应，QDs在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。
[0003]近年来，QDs作为ECL发光体也广泛应用于生物分析领域。在多种共反应剂的辅助下，基于QDs ECL技术已构建了大量的生物传感器，用于蛋白、核酸以及细胞检测，均获得了良好的灵敏度和重复性。相比传统的含Ru化合物，QDs作为发光体构建的纳米ECL体系有如下优势:1)发光电位可通过表面结构的变化而调整；2) ECL体系可被多种共反应剂辅助，通常在生理PH条件下就可获得较强的ECL辐射；3)表面结构可提供进一步与生物分子交联的途径，更有利于生物分析新方法的构建。在以往研宄中，新型双巯基化合物包裹的碲化镉量子点(CdTe QDs)在阴极扫描过程中获得了较低的发光电位，以二巯基丁二酸(DMSA)作为保护剂为例，DMSA-CdTe QDs阴极ECL发光电位为?-0.90V，相比广泛应用的单巯基化合物包裹的CdTe QDs，其ECL峰电位一般在?-1.2V甚至更负，差值可达到至少300mV，且发光曲线在峰电位处没有交叠。这一峰电位差值为双组份检测提供了很好的途径。
[0004]多组分分析有着重要的临床意义。例如肝细胞癌，为致死率排名第三的癌症，越早期诊断，肝移植、外科手术等治疗方式可操作的可能性越大，可大大提高患者的生存率，改善其生存质量。以甲胎蛋白(AFP)中与小扁豆凝集素亲和的亚型(AFP-L3异质体)为例，血清AFP-L3%可作为独立的预测因子，尤其是AFP表达阴性的高危人群，当AFP-L310%时应高度怀疑肝细胞癌。目前广泛应用的AFP-L3%检测方法为凝集素亲和柱电泳检测，相对来说程序复杂，需要对AFP和AFP-L3分别检测。同时，低丰度蛋白AFP-L3的检测下限受方法学和仪器的检测限限制。因此如何能够同时检测AFP和AFP-L3，方便的获得AFP-L3%，且有着较高的灵敏度和较低的检测成本，就具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明公开了一种一次性纳米电致化学发光双组分免疫传感器及其制备方法，基于纳米材料QDs的ECL性质，通过单巯基和双巯基保护外壳带来的不同表面微观结构，实现ECL峰电位分辨；通过ITO导电玻璃的平面结构，实现空间分辨；能够同时检测AFP和AFP-L3，方便的获得AFP-L3%，且有着较高的灵敏度和较低的检测成本。
[0006]本发明的技术方案为:一种一次性纳米电致化学发光双组份免疫传感器，为三电极结构，Ag/AgCl或饱和甘汞电极作为参比电极，Pt电极作为辅助电极，以背靠背放置的两片经过修饰而特异性识别两种组份的ITO导电玻璃作为双组份免疫传感器的工作电极；所述的工作电极为背靠背的两片ITO导电玻璃，两片ITO导电玻璃的表面分别由DMSA-CdTeQDs溶液和T12-GSH-CdTe QDs复合物悬浊液涂覆并晾干形成的均匀发光体薄膜，在发光体薄膜上再覆盖壳聚糖薄膜，然后再依次以链霉亲和素、AFP和AFP-L3抗体修饰薄膜，以BSA封闭裸露的壳聚糖薄膜，待测对象AFP和AFP-L3抗原通过抗原抗体特异性反应分别交联到各自特异性识别的ITO玻璃表面，最后与辣根过氧化物酶标记的AFP和AFP-L3抗体交联获得双组份免疫传感器工作电极。
[0007]所述的工作电极的制备方法为:
[0008]第一步^ijgDMSA-CdTe QDs 和 GSH-CdTe QDs:通过 0(1(:12作为前驱体提供 Cd 源，似8!14与Te粉反应得到的NaHTe作为前驱体提供Te源，在保护剂DMSA或GSH存在的水体系中，一步法合成获得DMSA-CdTe QDs或GSH-CdTe QDs ;离心浓缩纯化；GSH-CdTe QDs与锐钛矿型T12纳米粒子超声获得T1 2-GSH-CdTe QDs复合物；
[0009]第二步:制备发光体薄膜:将DMSA-CdTe QDs溶液和T12-GSH-CdTe QDs复合物悬浊液分别滴涂在两片ITO电极表面，室温晾干，获得均匀发光体薄膜；第三步:制备壳聚糖薄膜:在发光体薄膜上分别覆盖壳聚糖溶液，室温晾干；而后使用戊二醛溶液室温活化壳聚糖薄膜；
[0010]第四步:链霉亲和素修饰:用洗液慢慢将戊二醛溶液冲洗完全，链酶亲和素滴涂在壳聚糖薄膜表面，室温下反应，而后4°c下过夜；
[0011]第五步:AFP和AFP-L3抗体修饰:用洗液慢慢将剩余链酶亲和素溶液冲洗完全；将生物素标记AFP和AFP-L3抗体分别滴涂在链酶亲和素修饰的薄膜上，37°C反应；
[0012]第六步:BSA封闭:用洗液慢慢将剩余抗体溶液冲洗完全，BSA溶液滴在经AFP和AFP-L3抗体修饰的薄膜表面，封闭裸露的壳聚糖薄膜，37°C反应；
[0013]第七步:AFP和AFP-L3抗原修饰:用洗液慢慢将剩余BSA溶液冲洗完全，将AFP和AFP-L3抗原的溶液分别滴涂在各自特异性识别的ITO电极表面，37°C反应；
[0014]第八步:辣根过氧化物酶修饰的抗体交联:用洗液慢慢将剩余抗原溶液冲洗完全，辣根过氧化物酶修饰的AFP和AFP-L3抗体滴涂到第七步处理好的ITO导电玻璃表面，37°C反应，用洗液慢慢冲洗完全，将得到的两片ITO导电玻璃背靠背放置，工作面向外得到工作电极。
[0015]所述的壳聚糖溶液的质量百分比浓度为0.025%，戊二醛溶液的质量百分比浓度为0.1%，链霉亲和素的浓度为Img mL—1，BSA溶液的质量百分比浓度为5%。
[0016]所述的一次性纳米电致化学发光双组份免疫传感器的制备方法，通过夹心免疫法制备ITO工作电极，具体方法为:
[0017]第一步^IjSDMSA-CdTe QDs 和 GSH-CdTe QDs:通过 0(1(:12作为前驱体提供 Cd 源，似8!14与Te粉反应得到的NaHTe作为前驱体提供Te源；离心浓缩纯化；GSH-CdTe QDs与锐钛矿型1102纳米粒子(NPs)超声获得T1 2-GSH-CdTe QDs复合物；
[0018]第二步:制备发光体薄膜:将DMSA-CdTe QDs溶液和T12-GSH-CdTe QDs复合物悬浊液分别滴涂在两片ITO电极表面，室温晾干，获得均匀发光体薄膜；
[0019]第三步:制备壳聚糖薄膜:在发光体薄膜上分别覆盖壳聚糖溶液，室温晾干；而后使用戊二醛溶液室温活化壳聚糖薄膜；
[0020]第四步:链霉亲和素修饰:用洗液慢慢将戊二醛溶液冲洗完全，链酶亲和素滴涂在壳聚糖薄膜表面，室温下反应，而后4°C下过夜；
[0021]第五步:AFP和AFP-L3抗体修饰:用洗液慢慢将剩余链酶亲和素溶液冲洗完全；将生物素标记AFP和AFP-L3抗体分别滴涂在链酶亲和素修饰的薄膜上，37°C反应；
[0022]第六步:BSA封闭:用洗液慢慢将剩余抗体溶液冲洗完全，BSA溶液滴在经AFP和AFP-L3抗体修饰的薄膜表面，封闭裸露的壳聚糖薄膜，37°C反应；
[0023]第七步:AFP和AFP-L3抗原修饰:用洗液慢慢将剩余BSA溶液冲洗完全，将AFP和AFP-L3抗原的溶液分别滴涂在各自特异性识别的ITO电极表面，37°C反应；
[0024]第八步:辣根过氧化物酶修饰的抗体交联:用洗液慢慢将剩余抗原溶液冲洗完全，辣根过氧化物酶修饰的AFP和AFP-L3抗体滴涂到第七步处理好的ITO导电玻璃表面，37°C反应，用洗液慢慢冲洗完全，将得到的两片ITO导电玻璃背靠背放置，工