一种荧光传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物传感器技术领域，具体涉及一种荧光传感器及其制备方法和应用，利用碳量子点作为荧光材料，通过单克隆抗体、核酸适配体同时与目标物结合，最终得到具有夹心式结构的荧光传感器，其上部为目标物的核酸适配体，中部为目标物，下部为目标物的单克隆抗体，所述目标物的核酸适配体上修饰有巯基，所述碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上。本发明专利技术还公开了一种荧光传感器的制备方法。本发明专利技术制备的荧光传感器可用于定量检测毒菌毒素浓度，尤其是定量检测黄曲霉毒度B1的浓度，其稳定性和特异性强，检测范围更广、更准确。

Fluorescent sensor, preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of biological sensors, in particular relates to a fluorescent sensor and its preparation method and application, using carbon quantum dots as fluorescent material by monoclonal antibodies, aptamers and combined with the object, finally get the fluorescence sensor has a sandwich structure, the upper part of the aptamer as a target, Central the object, as the object of the lower part of the monoclonal antibody, the target nucleic acid aptamer modified with thiol, the carbon quantum dots via hydrogen bonding interactions in the target nucleic acid binding aptamer on. The invention also discloses a preparation method of the fluorescent sensor. The fluorescence sensor prepared by the invention can be used for quantitative detection of poisonous toxin concentration, especially the concentration of quantitative detection of aflatoxin B1, its stability and specificity, the detection range is broader, more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种荧光传感器及其制备方法和应用
本专利技术属于生物传感器
，具体涉及一种荧光传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
黄曲霉毒素（Aflatoxins，简称AFT）是一种毒性极强的剧毒物质。1993年，被世界卫生组织（WHO）的癌症研究机构划定为1类致癌物。黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，严重时可导致肝癌甚至死亡。在天然污染的食品中以黄曲霉毒素B1（简称AFB1）最为多见，其毒性和致癌性也最强，玉米，花生，棉花种子以及一些干果中经常能被检测到。目前，开发高灵敏的黄曲霉毒素B1检测方法已成为国际关注的重点。核酸适配体能与特定目标物质结合，具有高特异性、高选择性的特点，可以筛选不同种类的目标物，被广泛应用于生物传感器领域。同时其制备方法也更为简单，可在体外大量快速地合成，容易获得。碳量子点（CarbonQuantumDots，简称CQDs）具有传统半导体量子点的优良光致发光性能，且毒性低、生物相容性好、化学稳定性高、耐光漂白性强、易于表面修饰，在生物成像、荧光标记、药物运输、金属离子检测、光催化、生物传感器等方面具有重要的应用潜力。目前，检测黄曲霉毒素B1的方法很多，但存在如下缺点：检测所需试剂多,操作繁琐，检测周期长，重现性差，设备昂贵，前处理复杂等。因此，开发一种核酸适配体结合碳量子点检测黄曲霉毒素B1的荧光传感器，将具有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种荧光传感器，构建一种特殊结构的荧光传感器，具有更强的稳定性，可用于低浓度的待测物的检测，使这种荧光传感器的检测范围更广；本专利技术的另一目的是提供这种荧光传感器的制备方法；本专利技术的第三个目的是将该荧光传感器应用于定量检测毒菌毒素浓度，尤其是用于黄曲霉毒素B1的定量检测。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种荧光传感器，所述荧光传感器为夹心式结构，以碳量子点为荧光材料；所述夹心式结构的上部为目标物的核酸适配体，夹心式结构的中部为目标物，夹心式结构的下部为目标物的单克隆抗体，所述目标物的核酸适配体上修饰有巯基，所述碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上。进一步地，所述目标物为黄曲霉毒素B1，所述碳量子点通过氢键作用结合在黄曲霉毒素B1的核酸适配体上。本专利技术还提供一种荧光传感器在定量检测毒菌毒素浓度方面的应用。进一步地，所述毒菌毒素为黄曲霉毒素B1。本专利技术还提供一种荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将碳量子点与已激活的目标物的核酸适配体混合，碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上，得到碳量子点-核酸适配体检测探针；步骤二：将目标物的单克隆抗体固定在微孔板上；步骤三：将目标物加入步骤二中固定有目标物的单克隆抗体的微孔板内，目标物与单克隆抗体发生特异性结合，冲洗掉未与单克隆抗体结合的目标物，留在微孔板底部的即为目标物与单克隆抗体的结合体；步骤四：将步骤一的碳量子点-核酸适配体检测探针加入到步骤三的目标物与单克隆抗体的结合体中，得到荧光传感器。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1.传统的检测大分子物质的方法，都是单一利用抗体与目标物结合，或是核酸适配体与目标物结合，从而间接测出目标物的量，而本专利技术采用碳量子点作为荧光材料，碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上，通过单克隆抗体、核酸适配体同时与目标物结合，最终得到具有夹心式结构的荧光传感器，这种结构的荧光传感器具有更强的稳定性和特异性，其检测结果也更准确；另外，碳量子点是一种环境友好的荧光材料，相比其他的荧光材料，其生物相容性好、水溶性好、毒性低；2.本专利技术目标物不同，可制备出不同的荧光传感器，并可应用于相应目标物浓度的定量检测，通过检测上清液中剩余的碳量子点-核酸适配体检测探针的量，得到相应的荧光强度，该检测方法简单，可用于定量检测不同的目标物待测液的浓度，适用范围更广；由于碳量子点本身具有很强的荧光，即使用于低浓度的待测物的检测，其荧光特性也很明显，使这种荧光传感器的检测范围更广。附图说明图1是本专利技术一种荧光传感器检测黄曲霉毒素B1的检测原理流程图。图2是本专利技术一种荧光传感器检测不同浓度黄曲霉毒素B1的荧光强度曲线图。图3是本专利技术一种荧光传感器检测黄曲霉毒素B1浓度与荧光强度的线性关系图。图4是本专利技术一种荧光传感器检测黄曲霉毒素B1浓度的特异性曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步陈述，但并非是对本专利技术保护范围的限定。本专利技术所涉及到的术语，除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。碳量子点：是以粒径小于10nm的碳质骨架和表面基团构成的荧光纳米材料。核酸适配体：是一段DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)或者是XNA(核酸类似物)序列。通常是利用体外筛选技术—指数富集的配体系统进化技术（Systematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment，SELEX），从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段。核酸适配体能与目标物质高特异性、高选择性地结合，因此被广泛应用于生物传感器领域。赭曲霉毒素（Ochratoxins，简称OCT）是由多种曲霉和青霉菌产生的一类化合物，依其发现顺序分别称为赭曲霉毒素A（OTA）、赭曲霉毒素B（OTB）和赭曲霉毒素C（OTC）。玉米赤霉烯酮（Zearalenone，简称ZEN），又称F-2毒素，它首先从有赤霉病的玉米中分离得到。本专利技术采用的材料与仪器如下：Tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride(TCEP)、Tween-20(吐温-20)、牛血清白蛋白（BSA），黄曲霉毒素B1标准品，黄曲霉毒素B1的核酸适配体，黄曲霉毒素B1的单克隆抗体，赭曲霉毒素A（OTA），玉米赤霉烯酮（ZEN），96微孔板，购自上海生工生物技术有限公司（中国）；GL-16Ⅱ型离心机，购自上海安亭科学仪器厂；HZQ-F200型振荡培养箱，购自北京东联哈尔仪器制造有限公司；IKAVortex-3型旋涡混合器，购自上海楚柏实验室设备有限公司；07HWS-2数显恒温磁力搅拌器，购自杭州仪表电机有限公司；电子天平，购自梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；F-7000型荧光光谱仪，购自日本HITACHI公司。黄曲霉毒素B1的核酸适配体的核苷酸序列为：5’-SH-AAAAAAGTTGGGCACGTGTTGTCTCTCTGTGTCTCGTGCCCTTCGCTAGGCCCACA-3’。该核酸适配体的保存条件是-20℃，保存期限是1年。黄曲霉毒素B1的单克隆抗体的保存条件是4℃时，可短时间贮存，或者-20℃保存1年。缓冲液A的浓度为10mmol/L，PH为7.4，缓冲液A包括：10mmol/L的Na2HPO4，2mmol/L的KH2PO4，137mmol/L的NaCl，2.7mmol/L的KCl。缓冲液B的浓度为10mmol/L，PH为7.4，缓冲液B包括：10mmol/L的Na2HPO4，2mmol/L的KH2PO4，137mmol/L的NaCl，2.7mmol/L的KCl，吐温-20；缓冲液B中吐温-20的质量百分数为0.05%。封闭缓冲液包括：10mmol/L的Na2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光传感器，其特征在于，所述荧光传感器为夹心式结构，以碳量子点为荧光材料；所述夹心式结构的上部为目标物的核酸适配体，夹心式结构的中部为目标物，夹心式结构的下部为目标物的单克隆抗体，所述目标物的核酸适配体上修饰有巯基，所述碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上。

【技术特征摘要】
1.一种荧光传感器，其特征在于，所述荧光传感器为夹心式结构，以碳量子点为荧光材料；所述夹心式结构的上部为目标物的核酸适配体，夹心式结构的中部为目标物，夹心式结构的下部为目标物的单克隆抗体，所述目标物的核酸适配体上修饰有巯基，所述碳量子点通过氢键作用结合在目标物的核酸适配体上。2.根据权利要求1所述的一种荧光传感器，其特征在于，所述目标物为黄曲霉毒素B1，所述碳量子点通过氢键作用结合在黄曲霉毒素B1的核酸适配体上。3.权利要求1或2任一项所述的一种荧光传感器在定量检测毒菌毒素浓度方面的应用。4.根据权利要求3所述的一种荧光传感器在定量检测毒菌毒素浓度方面的应用，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜利英，任林娇，刘帅，郑晓婉，王延峰，张培，陈青华，齐汝宾，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41