一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法技术

本发明专利技术提出了一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，包括以下步骤：通过简单的高温溶剂热法合成NaYF

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法
本专利技术属于毒素检测领域，具体涉及一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法。
技术介绍
我国是海产品生产和消费大国，海产品的质量安全问题关系国计民生。冈田酸(OA)是腹泻性贝类毒素(DSP)的主要成分，它的长期毒性影响对贝类水产养殖业的发展和公共卫生构成了严重威胁。OA可以诱导蛋白质过度磷酸化和增殖基因的表达，从而导致肿瘤形成。欧洲食品安全局(EFSA)提议在2018年将贝类中OA的最大限量从160μg/kg降低至45μg/kg。OA毒性强且不易找到有效解毒剂，因此，发展快速、准确、灵敏的OA检测方法尤为重要。目前，OA的检测方法主要包括鼠生物法、高效液相色谱-质谱联用法和免疫传感器法。鼠生物法虽然技术简单、无需使用专门仪器，但由于鼠个体情况不同，容易造成较大偏差，灵敏度不高；高效液相色谱-质谱联用法虽有强大的分析功能，但仪器昂贵，分析周期较长，分析成本高且操作专业性强，给OA的分析带来诸多不便。相较而言，免疫传感器以抗体-抗原的特异性结合为基础，具有操作简便、快速、成本低的特点，特别是随着生物技术的快速发展，一些特异性高的毒素抗体相继问世，有效减少了抗体交叉反应，在一定程度上促进了OA免疫传感器的发展。尽管如此，在实际应用中，免疫传感器仍存在一些局限：首先，固定基质对毒素抗体的有效固载量不高，直接影响了免疫传感器的灵敏度；其次，酶作为最常用的抗体标记物，存在操作复杂、酶易失活等问题，影响传感信号的稳定性，不利于提高检测的重现性。综上所述，发掘新的传感材料，设计和构建高效的免疫传感界面，是实现对OA快速、灵敏检测的重要途径。近年来，大部分PEC传感器的工作方向聚焦于以能量较大的紫外或可见(UV-Vis)光作为激发光源，然而UV-Vis光在生物体内深层组织中的穿透能力有限，并且对生物分子结构具有破坏性，局限于生物体表面的分析检测。相比之下，具有低光毒性与良好生物相容性的近红外(NIR)光则是一种更好的选择，它可以避免生物组织的自辐照，从而为体内的应用研究提供了进一步发展的可能性。然而由于缺少稳定的NIRPEC材料，目前关于NIRPEC传感器的研究报道较少。据我们所知，具有NIR响应的光敏材料大致可以分为两类：(1)禁带宽度较小的金属硫化物；(2)光学吸收稳定的金属氧化物。然而前者稳定性较差，后者虽具有良好的稳定性，但大多只能被UV-Vis光激发，因此探索一些新型的近红外光电材料仍存在巨大的挑战。上转换材料发光(UCL)不同于一般材料，它由基质材料和发光中心(激活剂和敏化剂)组成，其发出光子的能量大于而不是小于激发光子的能量，是典型的反斯托克斯过程，通常将NIR光转换为UV-Vis光。在众多的敏化剂和激活剂中，Yb3+和Er3+/Tm3+/Ho3+是经典的组合。其中NaYF4：Yb，Tm上转换纳米粒子在近红外(980nm)的激发下，能发出蓝光(450nm和480nm)和红光(650nm)，其发射光谱与半导体材料氧化钨(WO3)的吸收光谱完全匹配。WO3具备独特的光学及电学特性，目前已被广泛应用于光催化、电催化和生物传感等领域。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，通过简单的高温溶剂热法合成NaYF4：Yb，Tm上转换纳米粒子和半导体材料氧化钨(WO3)，二者通过反应生成WO3/NaYF4：Yb，Tm复合材料有良好的近红外光电性能，并将其应用于冈田酸毒素(OA)的检测。本专利技术提出了一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，包括以下步骤：步骤S1：将冈田酸单克隆抗体(Anti-OA-MAb)和磷酸盐缓冲液按质量比1：1000-3000混合，得到溶液A；步骤S2：将聚乙烯亚胺/NaYF4：Yb，Tm(BPEI/UCNP)分散于含有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的磷酸盐缓冲液中，得到溶液B；步骤S3：将溶液A与溶液B进行混合反应得到溶液C，将溶液C离心后的沉淀分散于含有牛血清白蛋白(BSA)的磷酸盐缓冲液中，得到目标产物NaYF4：Yb，Tm-Ab(UCNP-Ab)；步骤S4：将花状氧化钨(Flower-like-WO3)和壳聚糖(CS)溶于超纯水中，得到花状氧化钨/壳聚糖(Flower-like-WO3/CS)悬浮液D；步骤S5：将花状氧化钨/壳聚糖(Flower-like-WO3/CS)悬浮液D滴于网板印刷碳电极(SPE)上，得到目标产物花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(Flower-like-WO3/CS/SPE)；步骤S6：将冈田酸毒素(OA)加入到2-吗啉乙磺酸生物缓冲液中，得到溶液E，将步骤S5得到的花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(Flower-like-WO3/CS/SPE)浸入溶液E中反应；步骤S7：将步骤S6得到的花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(Flower-like-WO3/CS/SPE)分别在乙酰胺溶液和含有吐温-20(Tween-20)的牛血清白蛋白溶液(BSA)中进行反应，得到目标产物冈田酸毒素/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(OA/Flower-like-WO3/CS/SPE)；步骤S8：将NaYF4：Yb，Tm-Ab(UCNP-Ab)的稀释溶液和冈田酸毒素标准溶液(OA)浇铸在冈田酸毒素/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(OA/Flower-like-WO3/CS/SPE)上进行反应，反应后用含有吐温-20(Tween-20)的磷酸盐缓冲液冲洗；以及步骤S9：利用计时电流法，设置偏置电压为0V，测试步骤S8得到的所述冈田酸/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(OA/Flower-like-WO3/CS/SPE)的光电行为。在一个优选的实施例中，磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为10mmol/L，pH值为7.4。在一个优选的实施例中，步骤S2中200μL，8mg/mL的聚乙烯亚胺/NaYF4：Yb，Tm(BPEI/UCNP)分散于含有10mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和5mg/mL的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的600μL磷酸盐缓冲液中。在一个优选的实施例中，步骤S3的溶液A与溶液B的反应温度为4℃，反应时间为2小时，磷酸盐缓冲液含有0.1％的牛血清白蛋白(BSA)。在一个优选的实施例中，步骤S4的超纯水含有0.3％-0.5％花状氧化钨(Flower-like-WO3)和0.25wt％壳聚糖(CS)。在一个优选的实施例中，步骤S5的花状氧化钨/壳聚糖(Flower-like-WO3/CS)悬浮液D的体积为10μL，花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极(Flower-like-WO3/CS/SPE)在60℃温度下干燥。在一个优选的实施例中，步骤S6的500μL，0.5mg/mL的冈田酸毒素(OA)与含有10mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：将冈田酸单克隆抗体和磷酸盐缓冲液按质量比1：1000-3000混合，得到溶液A；/n步骤S2：将聚乙烯亚胺/NaYF

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将冈田酸单克隆抗体和磷酸盐缓冲液按质量比1：1000-3000混合，得到溶液A；
步骤S2：将聚乙烯亚胺/NaYF4：Yb，Tm分散于含有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的磷酸盐缓冲液中，得到溶液B；
步骤S3：将所述溶液A与所述溶液B进行混合反应得到溶液C，将所述溶液C离心后的沉淀分散于含有牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲液中，得到目标产物NaYF4：Yb，Tm-Ab；
步骤S4：将花状氧化钨和壳聚糖溶于超纯水中，得到花状氧化钨/壳聚糖悬浮液D；
步骤S5：将所述花状氧化钨/壳聚糖悬浮液D滴于网板印刷碳电极上，得到目标产物花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极；
步骤S6：将冈田酸毒素加入到2-吗啉乙磺酸生物缓冲液中，得到溶液E，将步骤S5得到的所述花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极浸入所述溶液E中反应；
步骤S7：将步骤S6得到的所述花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极分别在乙酰胺溶液和含有吐温-20的牛血清白蛋白溶液中进行反应，得到目标产物冈田酸毒素/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极；
步骤S8：将所述NaYF4：Yb，Tm-Ab的稀释溶液和冈田酸毒素标准溶液浇铸在所述冈田酸毒素/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极上进行反应，反应后用含有吐温-20的磷酸盐缓冲液冲洗；以及
步骤S9：利用计时电流法，设置偏置电压为0V，测试步骤S8得到的所述冈田酸毒素/花状氧化钨/壳聚糖/网板印刷碳电极的光电行为。


2.根据权利要求1所述的基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为10mmol/L，pH值为7.4。


3.根据权利要求1所述的基于近红外光电复合材料检测冈田酸毒素的方法，其特征在于，步骤S2中200μL，8mg/mL的所述聚乙烯亚胺/NaYF4：Yb，Tm分散于含有10mg/mL的所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和5mg/mL的所述N-羟基琥珀酰亚胺的600μL所述磷酸盐缓冲液中。


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【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓梅，郑晨琰，尹明明，苏炳元，魏洁，
申请(专利权)人：集美大学，厦门市疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：福建;35