一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种检测前列腺特异性抗原（PSA）的光电化学生物传感器的制备方法及应用，将Ag

【技术实现步骤摘要】
一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用
本专利技术涉及生物分析化学、纳米材料、免疫分析和光电化学生物传感
，提供了一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用。采用水热法合成了微球状Ag/AgBr/BiOBr，Ag2S作为敏化剂，抗体捕获材料固定在电极表面，提供了一种检测前列腺特异性抗原的无标型光电化学生物传感器的制备方法及应用。
技术介绍
前列腺癌是105个国家中最常见的癌症。它也是世界上第二大最常见的男性癌症，也是不同国家男性死亡的常见原因，因此，其早期发现是挽救患者生命的关键。前列腺特异性抗原(PSA)是精液中的一种糖蛋白，可转移到血液中，被认为是早期诊断和预防前列腺癌的主要肿瘤标志物。正常人血清中PSA浓度应低于4ng/mL，PSA浓度越高，患癌症的风险越大。因此，建立一种快速、灵敏检测PSA的分析技术是非常关键的。截至目前为止，已有多种不同的检测方法可用于PSA检测，如荧光免疫传感器、分子印迹技术、电化学发光(ECL)免疫传感器、电化学免疫传感器、光电化学(PEC)传感器等。PEC免疫传感器是一种新型的检测方法，可用于检测肿瘤标志物、微生物、毒素等。PEC免疫传感器以其灵敏度高、成本低、选择性好等特性也引起了生物分析领域的广泛关注。对于光电化学免疫传感器，灵敏度是评价其性能的重要指标。提高灵敏度的方法多种多样，其中增加初始信号是最有效的方法之一。单一光敏材料的光电流转换效率较低，利用具有优良光电性能的半导体纳米复合材料来改善光电信号具有十分重要的意义。BiOBr因其稳定性和良好的光吸收能力而得到广泛的应用。但BiOBr光电活性受限于电子空穴对分离能力差、表面吸附能力弱。因此，有必要进一步优化BiOBr的光电活性，将BiOBr与其他材料耦合成p-n异质结是提高BiOBr光电活性的有效方法。在本专利中，通过原位离子交换法合成Ag/AgBr/BiOBr，其具有更大的比表面积，可以与更多粒子结合，从而有利于电荷的分离和转移。本专利技术利用光电化学分析法，以Ag2S量子点来敏化Ag/AgBr/BiOBr，增强其可见光吸收，光电活性显著提高，通过层层自组装方法，将前列腺特异性抗体、牛血清白蛋白和前列腺特异性抗原组装到Ag/AgBr/BiOBr/Ag2S复合材料上，Ag/AgBr/BiOBr优异的光电活性以及前列腺特异性抗原抗体之间的特异性结合，构建了一种基于Ag/AgBr/BiOBr/的前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器。该传感器具有优异的光电化学活性，具有灵敏度高、线性范围宽、检出限低、检测快速、制备过程相对简单等优点，实现了对前列腺特异性抗原的超灵敏分析，为目前有效检测前列腺特异性抗原提供了新方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用，实现了前列腺特异性抗原的超灵敏检测。本专利技术的目的之一是提供一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法。本专利技术的目的之二是制备的光电化学免疫传感器实现对前列腺特异性抗原的超灵敏检测。本专利技术的技术方案，包括以下步骤：（1）制备中空微球状BiOBr；（2）制备微球状Ag/AgBr/BiOBr；（3）制备检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的工作曲线。其中步骤（1）制备中空微球状BiOBr包括：0.5~1.5mmolBi(NO3)3·5H2O分散于20mL乙二醇中，后在磁力搅拌下将0.05~0.15g聚乙烯吡咯烷酮(PVP；MW~40K)缓慢加入上述溶液，标记为溶液A；0.05~0.15mmolKBr分散于20mL乙二醇中，标记为溶液B；在磁力搅拌下将溶液B慢慢滴入溶液A中，颜色由透明变成白色；最后的混合物被转移到50毫升聚四氟乙烯反应釜中在120℃反应12h，将所得混合物离心洗涤去离子水、无水乙醇各3次，然后在60℃干燥；其中步骤（2）制备微球状Ag/AgBr/BiOBr包括：将上述制备好的0.5~1.5mmolBiOBr分散于含有0.05~0.15mmolAgNO3的80mL乙二醇中，在磁力搅拌下，剧烈搅拌反应12小时，将所得混合物离心洗涤去离子水、无水乙醇各3次，60℃干燥；其中步骤（3）制备无标型检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的工作曲线包括：①将2.5cm×0.8cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；②将8~12μL、4~8mg/mLAg/AgBr/BiOBr悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，400℃煅烧60min；③在电极表面继续滴加3~5μL、0.03~0.09mol/L硫化钠溶液，反应20~40分钟后用超纯水冲洗，自然晾干；④继续滴加3~5μL、0.1mol/LTGA溶液，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面；⑤在修饰电极表面继续滴加3~5μL的l-乙基-3-(3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺，反应20~40min后用超纯水冲洗，自然晾干；⑥滴加3~5μL、10μg/mL的前列腺特异性抗体溶液，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；⑦继续滴加3~5μL、质量分数为1%的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20~40min后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；⑧继续滴加3~5μL、0.001~50ng/mL的PSA，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干，制得一种基于Ag/AgBr/BiOBr/Ag2S的前列腺特异性抗原的无标型光电化学生物传感器，于4℃冰箱中储存备用；所述的1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺含1×10-2mol/L的1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺和2×10-3mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺；本专利技术所用的原材料均可在化学试剂公司或生物制药公司购买。本专利技术的有益成果（1）本专利技术通过基于Ag/AgBr/BiOBr/Ag2S构建了一种新颖的光电化学免疫传感器用于前列腺特异性抗原的检测。使用Ag2S敏化微球状Ag/AgBr/BiOBr原位生长异质结的方法；（2）该免疫传感器对PSA检测灵敏度高，线性范围从0.001ng/mL到50ng/mL，检测限低，为0.25pg·mL-1。制备的免疫传感器稳定性高，重现性好；（3）本专利技术为PSA的早期检测提供了一种新颖可行的检测方法，操作简单，检测快捷，可用于实际样品的检测。具体实施方式现将本专利技术通过具体实施方式进一步说明，但不限于此实施例1制备中空微球状BiOBr，步骤如下：0.5mmolBi(NO3)3·5H2O分散于20mL乙二醇中，后在磁力搅拌下将0.05g聚乙烯吡咯烷酮(PVP；MW~40K)缓慢加入上述溶液，标记为溶液A；0.05mmolKBr分散于20mL乙二醇中，标记为溶液B；在磁力搅拌下将溶液B慢慢滴入溶液A中，颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，步骤如下：/n（1）将2.5 cm×0.8 cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；/n（2）将8 ~ 12 μL、4 ~ 8 mg / mL Ag/AgBr/BiOBr悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，400 ℃煅烧60 分钟；/n（3）在电极表面继续滴加3 ~ 5 μL、0.03 ~ 0.09 mol/L硫化钠溶液，反应20 ~ 40 分钟后用超纯水冲洗，自然晾干；/n（4）继续滴加3 ~ 5 μL、0.1 mol/L TGA溶液，反应20 ~ 40 分钟后用超纯水冲洗电极表面；/n（5）在修饰电极表面继续滴加3 ~ 5 μL的l-乙基-3- (3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/ N-羟基琥珀酰亚胺，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；/n（6）滴加3 ~ 5 μL、10 μg/mL的前列腺特异性抗体溶液，反应20 ~ 40 分钟后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；/n（7）继续滴加3 ~ 5 μL、质量分数为1 %的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 分钟后用超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干；/n（8）继续滴加3 ~ 5 μL、0.001 ~ 50 ng/mL的前列腺特异性抗原，超纯水冲洗电极表面，4 ℃冰箱中晾干，制得一种基于Ag/AgBr/BiOBr/Ag...

【技术特征摘要】
1.一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用，其特征在于，步骤如下：
（1）将2.5cm×0.8cm的ITO导电玻璃依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗，氮气吹干；
（2）将8~12μL、4~8mg/mLAg/AgBr/BiOBr悬浮液滴在ITO电极上，室温下自然晾干，400℃煅烧60分钟；
（3）在电极表面继续滴加3~5μL、0.03~0.09mol/L硫化钠溶液，反应20~40分钟后用超纯水冲洗，自然晾干；
（4）继续滴加3~5μL、0.1mol/LTGA溶液，反应20~40分钟后用超纯水冲洗电极表面；
（5）在修饰电极表面继续滴加3~5μL的l-乙基-3-(3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺，反应20~40min后用超纯水冲洗，自然晾干；
（6）滴加3~5μL、10μg/mL的前列腺特异性抗体溶液，反应20~40分钟后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；
（7）继续滴加3~5μL、质量分数为1%的BSA溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20~40分钟后用超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干；
（8）继续滴加3~5μL、0.001~50ng/mL的前列腺特异性抗原，超纯水冲洗电极表面，4℃冰箱中晾干，制得一种基于Ag/AgBr/BiOBr/Ag2S的前列腺特异性抗原的无标型光电化学生物传感器，于4℃冰箱中储存备用；
所述的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺含1×10-2mol/L的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺和2×10-3mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。


2.如权利要求1所述的一种检测前列腺特异性抗原的光电化学生物传感器的制备方法及应用，所述Ag/AgBr/BiOBr/Ag2S电极的制备，其特征在于，步骤如下：
（1）0.5~1.5mmolBi(NO3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔玲，陈志伟，朱琪颖，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37