基于上转换材料与纳米酶传感器的构建

文档序号:35906918发布日期:2023-10-29 03:40阅读:33来源:国知局

本发明涉及前列腺特异性抗原的定量检测领域,更具体的说是基于上转换材料与纳米酶传感器的构建。


背景技术:

1、现阶段,罹患癌症的概率越来越来多,而现存的放疗、化疗等方式在治疗癌症的同时也会对正常的细胞产生严重的损伤,对人体产生不可逆的伤害。因此,实现癌症的早期发现与治疗对恶性肿瘤的诊断起到了十分重要的意义,建立简单快速、灵敏和选择性好的恶性肿瘤生物标志物检测新方法,对恶性肿瘤的早期发现和治疗效果评价具有十分重要的价值。

2、上转换纳米粒子具有较低的光损伤、稳定的化学成分以及较大的抗stokes位移等特性,这些特性使其成为医学成像、生物传感和光激活治疗等特殊应用的完美候选。基于上转换纳米粒子的光电化学(pec)生物传感器以红外光源替代紫外和可见光光源,间接激发光敏材料,并保持强大的穿透深度和接近零的光漂白,具有成本效益、快速响应、对癌症生物标志物的检测具有很高的敏感性。


技术实现思路

1、本发明的目的是使用上转换材料与纳米酶构建一种用于前列腺特异性抗原检测的光电化学传感器。

2、为了解决上述技术问题,本发明是通过以下措施来实现的:上转换材料与纳米酶传感器的构建,其特征包括以下步骤:

3、(1)合成nayf4:yb,er:将1.176 g柠檬酸三钠溶解在5 ml水中,然后在搅拌下加入1 mmol的各离子,其含量分别为74.4%的y3+,25%的yb3+,0.1%的er3+的ln(no3)3和3 g nano3,搅拌20 min得到混合溶液;此后,将0.252 g naf溶于5 ml水中,得到氟化钠混合溶液;将上述两种溶液转移到20 ml聚四氟乙烯衬里的高压釜中,在180 ℃下加热12 h;然后通过离心分离产物,进一步用水和乙醇清洗;最后,将其在60 ℃的真空烘箱中干燥过夜。

4、(2)合成nayf4:yb,er@bi2moo6@bi:将5.0 mmol bi(no3)3·5h2o和0.1 g步骤(1)和合成的产物转移到10 ml乙二醇中,然后超声搅拌20 min以形成均匀的溶液;随后,在磁力搅拌下将含有2.5 mmol na2moo42h2o的10 ml乙二醇溶液缓慢滴入上述溶液中并搅拌30min;然后,在剧烈搅拌下将40 ml无水乙醇缓慢滴入溶液继续搅拌60 min;将所得混合物转移到100 ml的高压釜中,在160 ℃下保持12 h;随后,当高压釜冷却到室温时,用乙醇和去离子水洗涤产物4次,然后在80 ℃下真空干燥10 h。

5、(3)构建ito/nayf4:yb,er@bi2moo6@bi电极:导电玻璃为铟锡氧化物玻璃(ito),将导电玻璃切割为4.0×0.5 cm条状,依次用丙酮溶液、二次蒸馏水和无水乙醇超声清洗5min,然后在氮气下干燥备用;将步骤(2)合成的浓度为2.0 mg/ml的nayf4:yb,er@bi2moo6@bi滴加在ito玻璃上,60 ℃下干燥后,得到ito/nayf4:yb,er@bi2moo6@bi电极。

6、(4)合成mno2纳米酶:将50 mg的kmno4溶解在45 ml去离子中,并搅拌1 h;然后,滴加15 mg的十六烷基三甲基溴化铵,直到形成稳定的乳液;将暗褐色溶液在室温下恒速搅拌过夜,用水洗涤合成的二氧化锰纳米片几次;最后,沉淀物在45 ℃的真空烘箱中干燥;通过超声处理将制备的mno2纳米片重新溶解在10 ml超纯水中,并保存以备后用。

7、(5)合成sa-mno2:取4 mg步骤(4)合成的mno2溶解于4 ml的乙醇溶液中,随后加入200 μl 3-氨丙基三乙氧基硅烷并且超声1 h,得到胺基化mno2材料,将得到的材料离心后分散于2 ml的pbs中,然后加入0.2 ml的戊二醛溶液,并在室温下孵育1 h后加入0.2 ml的2mg/ml链霉亲和素(sa),在4 ºc下孵育1 h,最后经过清洗、离心,将得到的沉淀溶于2 ml的pbs中,即得到sa- mno2。

8、(6)合成sa-ab2-mno2:取1 ml浓度为10 μg/ml的二抗(ab2),即ab2加入到步骤(5)合成产物中,在4 °c下孵育2 h,用ph 7.4的磷酸盐缓冲液洗涤3次去除没有复合的ab2,即得到sa-ab2-mno2。

9、(7)光电传感器(pec)的构建:用超纯水冲洗ito/nayf4:yb,er@bi2moo6@bi电极,随后把6 μl浓度为10 μg/ml的一抗即ab1在4 ºc下孵育16 h,用ph 7.4的磷酸盐缓冲液彻底冲洗3次;继续滴涂20 µl 3%的牛血清白蛋白封堵非特异性结合位点,用ph 7.4的磷酸盐缓冲液彻底冲洗3次,将20 μl不同浓度前列腺抗原滴加至电极表面,室温下孵育30 min后,用ph 7.4的磷酸盐缓冲液洗涤3次;继续滴加20 μl步骤(6)合成的sa-ab2-mno2,室温下孵育4h。

10、本发明的有益效果:

11、(1)本发明成本低廉、实验操作简单,反应条件容易控制。

12、(2)nayf4:yb,er作为上转换材料的一种,具有优异的透光性、低光损伤性、高光稳定性;同时nayf4:yb,er通过反斯托克斯过程将长波入射光转换成能量较高的短波入射光,即用于将近红外光转换为可见光和紫外光。

13、(3)在nayf4:yb,er@bi2moo6@bi中,等离子体bi作为光集中器和能量输送器,可以有效地提高上转换系统的吸收截面和界面能。

14、(4)该传感体系使用近红外光激发,近红外光具有低的光毒性和腐蚀性,光漂白最小的优点。

15、(5)为了提高灵敏度,将具有氧化性能的纳米花样mno2作为标记物固定在二抗上,氧化电子给体,实现放大信号淬灭值。同时,mno2也表现出对3,3',5,5'-四甲基联苯胺氧化的有效氧化活性,导致显色反应,这实现了对目标的双重检测,进一步的提高了传感器的灵敏度。



技术特征:

1.基于上转换材料与纳米酶传感器的构建,其特征包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种上转换材料结合信号猝灭传感器件的构建方法,首先合成了可以被近红外光激发的有良好光电化学信号的NaYF4:Yb,Er@Bi2MoO6@Bi,其中,NaYF4:Yb,Er作为上转换材料的一种,具有优异的透光性、低光损伤性、高光稳定性;同时在NaYF4:Yb,Er@Bi2MoO6@Bi中,等离子体Bi作为光集中器和能量输送器,可以有效地提高上转换系统的吸收截面和界面能;该传感体系使用近红外光激发,近红外光具有低的光毒性和腐蚀性,光漂白最小的优点;为了提高灵敏度,将具有氧化性能的纳米花样MnO2作为标记物固定在二抗上,氧化电子给体,实现放大信号淬灭值;同时,MnO2也表现出对3,3',5,5'‑四甲基联苯胺氧化的有效氧化活性,导致显色反应,这实现了对目标的双重检测,进一步的提高了传感器的灵敏度。

技术研发人员:颜梅,苗培,张晶
受保护的技术使用者:济南大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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