[發明專利]基于金屬標記和生物親和的原位陽極溶出伏安分析方法

有效

• 申請號: 201310459224.4
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103472123A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 謝青季;覃曉麗;傅迎春;陳超;譚月明;黃毅;部麗娟
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/327
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種基于金屬標記和生物親和的電化學定量分析方法，具體地說，是涉及一種基于生物親和（如免疫、核酸適配體等生物親和類型）、金屬標記和陽極溶出伏安分析法對樣品中目標分析物進行定量分析的方法。

背景技術

近年來，免疫分析和核酸適配體分析等基于生物親和原理的生物分析技術發展迅速，已廣泛應用于健康和環保等領域[D.?W.?Kimmel,?G.?LeBlanc,?M.?E.?Meschievitz,?and?D.?E.?Cliffel,?Anal.?Chem.?2012,?84,?685-707]。可以這樣認為，對于指定免疫對的免疫分析法，因免疫體系具有優良的特異識別特性而呈現出極好的選擇性，故提高免疫分析的靈敏度已成為創新免疫分析法的關鍵切入點。因免疫檢測對象（如蛋白質）大都沒有顯著分析信號的直接輸出，采用信號輸出大的標記物進行免疫標記已成為免疫分析中的重要策略[X.?Yu,?B.?Munge,?V.?Patel,?G.?Jensen,?A.?Bhirde,?J.?D.?Gong,?S.?N.?Kim,?J.?Gillespie,?J.?S.?Gutkind,?F.?Papadimitrakopoulos,?J.?F.?Rusling,?J.?Am.?Chem.?Soc.?2006,?128,?11199-11205]。迄今為止，免疫標記采用分子標記物（如酶標記物）和納米標記物。酶標記物主要是利用酶的高效催化反應特性，將免疫分析物轉換成可測的酶反應底物或產物而予以靈敏檢出。納米材料如金、銀等金屬納米材料、金屬硫化物（或金屬硒化物、金屬碲化物）等量子點（QDs）、金屬氧化物納米材料、納米硅和納米碳具有獨特的光學、電學、電化學、催化和力學性質，用于免疫標記亦可得到高敏的免疫信號輸出[W.?W.?Zhao?,?Z.?Y.?Ma?,?P.?P.?Yu?,?X.?Y.?Dong?,?J.?J.?Xu,?H.?Y.?Chen,?Anal.?Chem.?2012,?84,?917-923]。三明治型免疫電分析是重要的免疫分析實驗模式，應用廣泛。例如，要實現抗原的三明治型免疫電分析，可在電極上修飾一抗，再免疫結合抗原，再免疫結合標記的二抗，即得到三明治型免疫復合物修飾的免疫電極。金屬免疫電分析法采用金屬（及其化合物的）納米材料作為標記物，這些標記物可通過陽極溶出伏安法進行靈敏檢測。金標銀染在可視化免疫分析中已得到實際應用，在免疫電分析研究中也備受關注。例如，Chu等用納米金標記的抗體催化銀沉積后，用酸將銀溶出，再轉移到含有電解質溶液的電解池中，用陽極溶出伏安法進行檢測[X.?Chu,?X.?Fu,?K.?Chen,?G.?L.?Shen,?R.?Q.?Yu,?Biosens.?Bioelectron.?2005,?20,?1805-1812]。類似地，金屬半導體量子點既可用于體內外標記、生物光分析和生物光學成像，亦可用于免疫電分析[R.?Gill,?M.?Zayats,?I.?Willner,?Angew.?Chem.?Int.?Ed.?2008,?47,?7602-7625]。例如，Lu等將量子點標記的免疫電極表面的生物復合物先用酸溶解再轉移，進行電化學檢測[D.?L.?Lu,?J.?Wang,?L.?M.?Wang,?D.?Du,?C.?Timchalk,?R.?Barry,?Y.?H.?Lin,?Adv.?Funct.?Mater.?2011,?21,?4371-4378]。然而，以往免疫電分析法通常采用先溶解金屬標記物再轉移溶液進行伏安分析的策略，這樣，不可避免的溶液稀釋限制了金屬免疫電分析的檢測靈敏度，溶液的更換也加大了實驗操作的繁復性。

金屬標記的核酸適配體電分析也同樣面臨著這些問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種基于金屬標記和生物親和的原位陽極溶出伏安分析方法，該方法可以最大化地將金屬標記物轉換成為可測信號，對樣品中的目標分析物（如蛋白質）進行定量分析，并且通用性好，操作簡便。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種基于金屬標記和生物親和的原位陽極溶出伏安分析方法，包括以下步驟：

①以免疫電極或者核酸適配體電極為工作電極，在空氣中接上電化學儀器并預先施加能夠實現金屬標記物的金屬離子電沉積的陰極電位，再將小體積釋放劑添加至免疫電極或者核酸適配體電極表面，并導通電解池，使金屬標記物溶解釋放出金屬離子，并繼續被電還原成原子態金屬，從而在免疫電極或者核酸適配體電極表面富集上金屬層；