一种基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光适配体传感器制备方法及其应用

摘要

本发明属于生物传感检测领域，涉及一种基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光适配体传感器制备方法及其应用。具体将AuNCs溶液、Apt溶液、MCH溶液、cDNA溶液和PTC‑NH2溶液依次修饰到处理后的玻碳电极表面，得到传感器；其中，AuNCs作为阳极电化学发光信号，PTC‑NH2作为阴极电化学发光信号；其中PTC‑NH2既可作为一种发光剂，同时是一种良好的猝灭剂，会与AuNCs发生电化学发光共振能量转移作用，所构建的传感器分析性能优异，检测线性范围宽(0.05pM～10nM)且检出限低(0.05pM)，兼具灵敏度高、选择性好、可靠性好的优点，并用于Pb2+的检测。

说明书

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光生物传感器制备方法及其应用。

背景技术

铅离子(Pb

电化学发光(ECL)由于其结构简单、背景信号低、灵敏度高而受到广泛关注，正成为最具发展前景和最方便的检测Pb

发明内容

针对单信号传感器存在的问题，本发明旨在采用双信号比率方法，构建一种基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光适配体传感器，实现对Pb

一种检测Pb

(1)AuNCs的制备：

首先，称取氢氧化钠(NaOH)和6-氮杂-2硫代胸腺嘧(ATT)混合后用超纯水A溶解，得到含NaOH的ATT溶液；然后称取氯金酸(HAuCl

(2)PTC-NH

首先，将苝四甲酸二酐(PTCDA)溶解在丙酮中，搅拌均匀，得到的红色混合溶液；然后，将乙二胺(C

(3)将玻碳电极(GCE)用三氧化二铝粉末打磨、抛光，然后依次在水、乙醇、丙酮和水中超声清洗并晾干，得到处理后的玻碳电极；然后将步骤(1)制备得到的粉末状AuNCs溶于超纯水中，得到AuNCs溶液；AuNCs溶液修饰到处理后的玻碳电极表面，室温下晾干，得到的产品标记为AuNCs/GCE；

(4)将Pb

(5)将6-巯基己醇(MCH)溶液修饰于步骤(4)得到的Apt/AuNCs/GCE表面，在室温条件下反应，再用超纯水淋洗，得到的产品标记为MCH/Apt/AuNCs/GCE；

(6)将Pb

(7)将步骤(2)制备得到的PTC-NH

优选的，步骤(1)中，所述氢氧化钠(NaOH)、6-氮杂-2硫代胸腺嘧(ATT)和超纯水A的用量比为0.12g：0.17g：15mL；所述氯金酸(HAuCl

优选的，步骤(2)中，所述苝四甲酸二酐(PTCDA)、丙酮和乙二胺的用量比为100mg：10mL：5mL；所述置于一定温度条件下进行反应的温度为0-10℃，反应时间为2-10h。

优选的，步骤(3)中，所述玻碳电极的直径为3mm；所用的三氧化二铝粉末的粒径为0.05μm；所述AuNCs溶液的浓度为1mg mL

优选的，步骤(4)中，所述Pb

优选的，步骤(5)中，所述6-巯基己醇溶液的浓度为1mM，所述6-巯基己醇溶液修饰的用量为6μL，所述室温条件下反应的时间为40min。

优选的，步骤(6)中，所述Pb

优选的，步骤(7)中，所述PTC-NH

基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光适配体传感器用于检测Pb

(1)将上述步骤制得的传感器PTC-NH

(2)将步骤(1)处理后的传感器作为工作电极，Ag/AgCl(饱KCl)电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，通过检测AuNCs与PTC-NH

(3)实际样品Pb

优选的，步骤(1)中所述Pb

本发明的有益效果为：

(1)本发明基于共振能量转移策略构建的比率电化学生物传感器用于Pb

(2)本发明将AuNCs的阳极信号和PTC-NH

(3)本发明中的PTC-NH

附图说明

图1为本发明双电位比率电化学发光适配体传感器的构建过程示意图；图中插图(A)为加入发光体PTC-NH

图2中(A)为Pb

图3中(A)为不同浓度的Pb

图4中(A)为双电位比率电化学发光适配体传感器的重现性；(B)为双电位比率电化学发光适配体传感器的7天稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图，对本发明做进一步说明。

本发明使用的Pb

Apt:5’-GGG TGG GTG GGT GGG T-(CH

cDNA:5’-ACC CAC CCA CCC ACC C-3’。

实施例1：

按照图1所示的传感器构建图，该传感器的制备过程可以按以下步骤进行：

(1)AuNCs的制备：

首先，将0.17g的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶(ATT)和0.12g的氢氧化钠加入到15mL超纯水中搅拌至完全溶解，得到含有氢氧化钠的ATT溶液；

将0.15g HAuCl

(2)PTC-NH

首先，将100mg苝四甲酸二酐(PTCDA)溶解在10mL丙酮中，搅拌30min得到均匀的红色混合溶液；然后，将5mL乙二胺(C

(3)将d＝3mm的玻碳电极(GCE)用0.05μm三氧化二铝粉末打磨、抛光，然后依次在水、乙醇、丙酮和水中超声清洗并晾干，得到处理后的玻碳电极；然后将步骤(1)中制备的粉末状AuNCs溶解在超纯水中，得到浓度为1mg mL

(4)将6μL浓度为0.6-1.6μM(具体为0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6μM)Pb

(5)将6μL浓度为1mM 6-巯基己醇(MCH)溶液修饰到经步骤(4)处理后得到的Apt/AuNCs/GCE表面，室温下孵育40min，然后用超纯水淋洗，得到的产品标记为MCH/Apt/AuNCs/GCE；

(6)将6μL浓度为2.5μM Pb

(7)首先将步骤(2)中制备的PTC-NH

图2中(A)为Apt浓度与I

图2中(B)为PTC-NH

实施例2：

将实施例1中制备得到的传感器PTC-NH

将上述所制备的产品(Pb

从图3中(A)可以看出，随着Pb

实施例3：

比率电化学发光生物传感器性能分析：

图3(B)为以ECL适配体传感器为例，考察该传感器的选择性：其中blank是指无目标物存在，定义为空白样；K

干扰物K

从图4(A)中的Intra-assay是指批次内的稳定性分析，Inter-assay是指批次间的稳定性分析。可以看出比率电化学发光生物传感器具有良好的重现性。

从图4中(B)可以看出比率电化学发光生物传感器具有良好的稳定性。

实施例4：

利用所构建的基于共振能量转移策略的双电位比率电化学发光适配体传感器对实际样品进行分析，步骤如下：

(1)在镇江市京口区农田采集土壤样品并制备农田土壤提取液；

(2)在农田土壤提取液中利用标准加入法分别加入浓度为10nM和100nM的Pb

(3)进一步通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)标准方法对所构建传感器的检测结果进行验证，回收率分别为109.5％和99.20％，表明所构建的传感器在实际样品检测中具有良好的可靠性。

表1：本发明构建的传感器以及电感耦合等离子体质谱法分别用于农田土壤中铅离子的检测结果

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和技术实质的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。