一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法

本发明属于电化学发光，具体涉及一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法。

背景技术：

1、电化学发光是指用电化学方法作为激励手段引发化学发光的一种分析技术，其具有灵敏度高、检测范围广、响应速度快和背景信号低等优点，已被广泛应用于临床诊断、食品分析、环境监测等众多领域。所以构建高效率和高稳定性的电化学发光体系成为电化学发光领域的研究重点之一。基于金属纳米材料的局域表面等离激元耦合效应能够有效增强电化学发光检测物的信号强度，提高检测灵敏度。等离子体超表面是由等离子体纳米材料组成的二维人工电磁材料，能够在亚波长空间分辨率上操纵光的振幅、相位和偏振状态。基于此，利用外磁场调控磁等离子体超表面的等离激元与电化学发光物的相互作用，构建具有偏振耦合增强特性的电化学发光体系就具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，是通过电极的内置磁铁提供的外磁场调控磁性等离子体超表面结构的表面等离激元，进而对发光物氮点的电化学发光信号进行调控，由此开发在外磁场调控下具有偏振耦合增强特性的电化学发光方法，提高检测分辨率，构建具有高灵敏度的电化学发光传感器。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现：

3、一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，包括如下步骤：

4、步骤一、将磁等离子体通过液液自组装的方法形成超表面修饰在电极上；

5、步骤二：在电极内部放置磁铁用于给电极表面施加外磁场，通过控制磁铁的数量控制外磁场的大小；

6、步骤三：向修饰有超表面的电极表面滴加质量分数为0.1％的羧甲基壳聚糖水溶液，成膜后将5微升电化学发光物滴涂在电极表面；

7、步骤四：以100毫摩尔/升的过硫酸钾水溶液作为共反应剂，扫描电压为-1.5伏～0，扫速100毫伏/秒，光电倍增管偏置电压800伏，记录总电化学发光强度，将偏振装置放在光电倍增管前，在0～330°范围内每隔30°记录偏振电化学发光信号。

8、作为本发明更优的技术方案：所述步骤一步骤如下：

9、将磁等离子体分散在浓度为1％的聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，持续搅拌30分钟后离心去除上清液；再将沉淀转移进含有1毫升乙醇的离心管中，继续加1毫升二氯甲烷、2毫升纯水和1毫升正己烷；静置至液体分层后移去最上层的正己烷；将电极垂直接触液面，超表面转移至电极表面；吹干电极并用乙醇冲洗，再吹干备用；

10、作为本发明更优的技术方案：所述电化学发光物为氮点。

11、作为本发明更优的技术方案：所述磁等离子体为蛋黄-壳结构金包四氧化三铁。

12、作为本发明更优的技术方案：在外加磁场为350gs，600gs，1200gs，2500gs，3000gs和3500gs时测试体系的总电化学发光信号。

13、作为本发明更优的技术方案：利用蛋黄-壳结构金包四氧化三铁在电极上修饰超表面，在外加磁场为2500gs时测试与发光物耦合后的偏振信号。

14、本发明还提供一种基于外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测分析方法在外泌体检测方面的应用，具体如下：

15、(1)将20微升muc1适配体和20微升辅助dna在37℃下杂交1小时，然后加入20微升不同浓度的外泌体，在37℃孵育1小时后加入20微升发夹dna2-氮点复合物；

16、(2)将巯基修饰的发夹dna1在95℃加热5分钟后冷却至室温。将5μl发夹dna1滴加到磁等离子体超表面修饰的电极，过夜12小时，冲洗干燥电极。然后用6-巯基-1-己醇封闭电极30分钟，冲洗干燥电极。将电极和上述混合溶液在37℃孵育2小时，冲洗干燥电极；

17、(3)以100毫摩尔/升的过硫酸钾水溶液作为共反应剂，扫描电压为-1.5伏～0，扫速100毫伏/秒，光电倍增管偏置电压800伏，外加磁场为2500gs时。将偏振装置放在光电倍增管前，在0～330°范围内每隔30°记录偏振电化学发光信号，构建分析工作曲线，检测未知浓度的外泌体。

18、有益效果如下：

19、本发明提供的方法通过在工作电极表面构建超表面结构，并基于超表面结构与发光物的相互作用，通过外加磁场调控磁等离子体超表面与发光物的表面等离激元耦合效应，实现电化学发光信号明显增强，同时发光物各向同性的信号转换为具有偏振分辨特征的信号；发光物的电化学发光信号在特定偏振角下增强10倍，对建立基于电化学发光分析的方法方面具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于：将200微升磁等离子体分散在浓度为1％的聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中，持续搅拌30分钟后离心去除上清液；再将沉淀转移进含有1毫升乙醇的离心管中，继续加1毫升二氯甲烷、2毫升纯水和1毫升正己烷；静置至液体分层后移去最上层的正己烷；将电极垂直接触液面，超表面转移至电极表面；吹干电极并用乙醇冲洗，再吹干备用。

3.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于：所述电化学发光物为氮点。

4.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于：所述磁等离子体为蛋黄-壳结构金包四氧化三铁。

5.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于：外磁场为350gs，600gs，1200gs，2500gs，3000gs和3500gs测试体系的总发光信号。

6.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，其特征在于：利用蛋黄-壳结构金包四氧化三铁在电极上修饰超表面，在外加磁场为2500gs时测试与发光物耦合后的偏振信号。

7.如权利要求1所述的外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法在构建外泌体检测电化学发光生物传感器的应用，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供一种外磁场调控磁等离子体超表面偏振耦合增强电化学发光检测的方法，是通过电极的内置磁铁提供的外磁场调控磁性等离子体超表面结构的表面等离激元，进而对发光物氮点的电化学发光信号进行调控，由此开发在外磁场调控下具有偏振耦合增强特性的电化学发光方法，提高检测分辨率，构建具有高灵敏度的电化学发光传感器。

技术研发人员：马强,梁子慧
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22