一种光电化学生物传感器及其构建方法与在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用技术

本发明专利技术公开了一种光电化学生物传感器及其构建方法与在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用。本发明专利技术通过Co/NC@CdS

【技术实现步骤摘要】
一种光电化学生物传感器及其构建方法与在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用


[0001]本专利技术属于功能生物材料和生物传感
，尤其涉及一种光电化学生物传感器及其构建方法与在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用。

技术介绍

[0002]为实现流感病毒和SARS
‑
CoV
‑
2的鉴别检测，目前已有多种鉴定方法，如核酸(RT
‑
PCR、核酸等温扩增、CRISPR/Cas技术)、抗体、胸部成像(X
‑
射线、计算机断层扫描)。但是，上述方法或多或少都存在一些缺陷，包括耗时、成本高、操作困难等，以及特异性靶点识别，使其更适用于疾病的大规模临床诊断，而且，针对SARS
‑
CoV
‑
2的适配体辅助诊断策略的信号输出模式是“信号增强型”和“信号减弱型”，在流感病毒存在的情况下无法避免假阳性或假阴性信号。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种特异性好、灵敏度高、检测速度快、结果准确可靠、成本低的光电化学生物传感器及其构建方法与在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用。
[0004]本专利技术提供的这种光电化学生物传感器的构建方法，包括如下步骤：
[0005]1)采用磁性多孔光电材料Co/NC@CdS、四面体DNA(TDN)以及HA适配体和RBD适配体制得捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物；
[0006]2)制备信号单元Ag2S
‑
tDNA1；
[0007]3)制备信号单元CuO@PMo
12
‑
tDNA2；
[0008]4)将所述捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物与待测物孵育后，接着加入信号单元Ag2S
‑
tDNA1和CuO@PMo
12
‑
tDNA2孵育，得到孵育后的磁性偶联物，用孵育后的磁性偶联物修饰MITO电极，得到光电化学生物传感器。
[0009]作为优选，步骤1)中，所述捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物的制备包括将四面体DNA(TDN)通过Cd
‑
S键固定在Co/NC@CdS表面，得到Co/NC@CdS
‑
TDN，然后Co/NC@CdS
‑
TDN上TDN的悬臂端与HA适配体及RBD适配体通过碱基互补配对结合，得到Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物。
[0010]进一步优选，所述Co/NC@CdS由磁性钴纳米颗粒/氮掺杂多孔碳材料Co/NC在镉离子和硫离子溶液中通过连续离子层吸附和反应方法制得；所述Co/NC由钴基沸石咪唑酯骨架ZIF
‑
67煅烧得到，具体工艺为：将ZIF
‑
67在N2气氛下以5℃/min的速率升温至300～350℃并保持30～120min，然后升温至510～800℃保持2～10h，得到Co/NC。
[0011]进一步优选，所述ZIF
‑
67由六水合硝酸钴溶液和2
‑
甲基咪唑溶液在室温下反应制得。
[0012]进一步优选，为了阻断非特异性结合，先将所述Co/NC@CdS
‑
TDN分散在1mM 6
‑
巯基
‑1‑
己醇(MCH)的1
×
TAE缓冲溶液中室温下孵育0.5～2h，孵育后的Co/NC@CdS
‑
TDN上的
TDN的悬臂端与HA适配体及RBD适配体通过碱基互补配对结合，得到Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物。
[0013]更进一步优选，将所述HA和RBD的适配体分别在89～98℃下加热5～12min展开其序列，冷却至室温，随后在30～40℃水浴中与孵育后的Co/NC@CdS
‑
TDN偶联物混合，保持30～120min，使TDN的悬臂端与HA、RBD的适配体杂交，得到Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物。
[0014]本专利技术磁性钴纳米颗粒/氮掺杂多孔碳材料Co/NC具有良好的磁性，可被磁铁快速吸附；Co/NC@CdS具有良好的光电性能，显示出明显的阳极光电流。
[0015]作为优选，步骤1)中，所述四面体DNA(TDN)的制备，包括如下步骤：将等摩尔量的四个DNA单链S1、S2、S3、S4在89～98℃下加热5～12min，然后快速冷却至0～4℃，得到四面体DNA(TDN)。
[0016]作为优选，步骤2)中，所述信号单元Ag2S
‑
tDNA1由Ag2S分散液与tDNA1(HA)溶液在0～4℃孵育8～16h制得。
[0017]作为优选，步骤3)中，所述信号单元CuO@PMo
12
‑
tDNA2由CuO@PMo
12
分散液和tDNA2(RBD)溶液在0～4℃下孵育8～16h制得。
[0018]进一步优选，所述CuO@PMo
12
的制备：将CuO超声分散在甲醇中，将其与PMo
12
的甲醇溶液混合，室温搅拌12～24h后，得到CuO@PMo
12
。
[0019]更进一步优选，将所述信号单元Ag2S
‑
tDNA1和信号单元CuO@PMo
12
‑
tDNA2分别用1mM MCH封闭其非特异性活性位点后，再用于所述步骤4)中。
[0020]作为优选，步骤4)中，所述MITO电极是磁性氧化铟锡电极。
[0021]进一步优选，所述MITO电极是磁性氧化铟锡电极，即将3mm直径的圆形磁片贴在氧化铟锡电极背面，形成具有磁性吸附能力的工作电极。
[0022]根据上述构建方法构建的光电化学生物传感器。
[0023]所述光电化学生物传感器在区分检测流感与新型冠状病毒和/或在搭建检测流感与新型冠状病毒系统中的应用。
[0024]本专利技术提供的光电化学生物传感器在区分检测流感与新型冠状病毒中的应用，利用电流
‑
时间法，设置电位为
‑
0.1V，将光电化学生物传感器作工作电极、甘汞电极作参比电极、铂柱电极作对电极，Tris
‑
HCl(0.1M，pH 7.4)作检测缓冲液。利用所制备光电化学生物传感器对HA/RBD的光电流响应，建立光电流响应与HA/RBD之间的定量关系，根据两者之间的定量关系，确定待测样品中HA/RBD的含量。
[0025]本专利技术的原理：本专利技术利用磁性多孔光电材料Co/NC@CdS通过Cd
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电化学生物传感器的构建方法，包括如下步骤：1)采用磁性多孔光电材料Co/NC@CdS、四面体DNA以及HA适配体和RBD适配体制得捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物；2)制备信号单元Ag2S
‑
tDNA1；3)制备信号单元CuO@PMo
12
‑
tDNA2；4)将所述捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物与待测物孵育后，接着加入信号单元Ag2S
‑
tDNA1和CuO@PMo
12
‑
tDNA2孵育，得到孵育后的磁性偶联物，用孵育后的磁性偶联物修饰MITO电极，得到光电化学生物传感器。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤1)中，所述捕获单元Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物的制备包括将四面体DNA通过Cd
‑
S键固定在Co/NC@CdS表面，得到Co/NC@CdS
‑
TDN，然后Co/NC@CdS
‑
TDN上TDN的悬臂端与HA适配体及RBD适配体通过碱基互补配对结合，得到Co/NC@CdS
‑
TDN
‑
Apts磁性偶联物。3.根据权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述Co/NC@CdS由磁性钴纳米颗粒/氮掺杂多孔碳材料Co/NC在镉离子和硫离子溶液中通过连续离子层吸附和反应方法制得；所述Co/NC由钴基沸石咪唑酯骨架ZIF

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金华，张青青，张小华，杜翠翠，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：