[發明專利]基于CuS納米粒子陽離子交換增強化學發光的生物傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 201410323136.6
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104655615B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 張曉茹;張園;劉洪霞
• 申請（專利權）人: 青島科技大學;臨沂大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

銅離子可以催化魯米諾-過氧化氫體系化學發光，本發明利用銀離子與硫化銅納米粒子的陽離子交換反應，瞬間釋放大量銅離子，通過銅離子催化魯米諾-過氧化氫體系的化學發光，實現對目標物的檢測。

背景技術

化學發光分析是根據化學反應產生的光輻射強度確定物質含量的一種痕量分析方法，化學發光分析突出的優點在于不使用任何外來光源，從而避免了瑞利散射和拉曼散射等的干擾，大大提高了信噪比，因而化學發光分析法一般都有很高的靈敏度。同時，化學發光分析儀器還具有設備簡單、操作方便、快速，易于實現自動化等優點，在臨床實驗室中廣泛應用于激素、腫瘤標志物、傳染病監測、血藥濃度檢測等。

化學發光體系眾多，其中魯米諾的化學發光反應最受人們關注。魯米諾及其衍生物在堿性條件(pH10～11)下能夠被很多氧化劑氧化發出微弱的光。其中H₂O₂最為常用。

進一步加入某些氧化劑或者催化劑，如NaClO、Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)離子、黃嘌呤氧化酶、辣根過氧化物酶、Hemin、過渡金屬離子、一些增敏劑等，可以大大地提高化學發光強度。

其中，酶的催化性能較好，然而存在穩定差等缺點。而金屬或半導體納米粒子由于其獨特的光學及電學性質被廣泛應用于生物樣品的標記中。

利用標記的納米粒子增強化學發光一般是通過酸溶的辦法得到相應的金屬離子，例如Liu等(Anal.Chem.2006,78,3738–3744)將銀納米粒子標記在DNA上作為探針，酸溶后產生銀離子，通過Ag⁺-Mn²⁺-K₂S₂O₈-H₃PO₄-Luminol化學發光體系對銀離子的高靈敏度響應，實現對DNA片斷的超微量檢測。本課題曾利用金膠負載大量CuS納米粒子作為探針，酸溶后產生大量Cu²⁺，結合溶出伏安法提高檢測靈敏度(Anal.Chem.2008,80,7206–7212)。

酸溶的方法一般采用濃硝酸，這樣一方面由于濃硝酸的加入會降低體系的pH值，不利于魯米諾的化學發光；另一方面強酸會對生物樣品造成破壞，使傳感器不能夠循環使用。

2004年Son等首次報道了離子化納米粒子的陽離子交換反應(Science，2004，306，1009-1012)，CdSe納米粒子與銀離子在甲苯溶液中可以瞬間發生陽離子交換，生成Cd²⁺和Ag₂Se納米粒子；Li等在水相中將CdSe納米粒子標記與蛋白分子上，利用上述反應釋放大量鎘離子，大大增強Fluo-4的熒光，發展了基于陽離子放大的熒光增強(CXFluoAmp)檢測生物分子的方法(Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,1588–1591)。

發明內容

本發明的目的是將CuS納米粒子標記在信號分子上，其與銀離子發生陽離子交換反應后，利用生成的銅離子增強魯米諾-過氧化氫體系的化學發光實現對生物樣品的檢測。

本發明所提供的方法包括以下步驟：

(1)將捕獲探針分子固定于固相載體表面。

所述的方法，其所述的捕獲探針分子可以為捕獲DNA或一抗。

所述的方法，其所述的固相載體可以為磁珠、電極、微球或微孔板。

(2)制備羧基修飾的CuS納米粒子，將其標記在信號分子上，制備信號探針。

所述的方法，其所述的信號分子可以為信號DNA或二抗。

(3)將待測目標分子與步驟(1)和步驟(2)中得到的產物共同孵育，分離純化后得到組裝的傳感器。

所述的方法，其所述的目標分子為目標DNA或待測抗原。

(4)向步驟(3)中組裝的傳感器中加入硝酸銀，將反應后的溶液加入到化學發光反應池，加入魯米諾溶液，向反應體系注射過氧化氫溶液，化學發光儀記錄光強隨時間的變化。

附圖說明

附圖1基于CuS納米粒子陽離子交換增強化學發光的原理。

附圖2化學發光強度隨時間的變化圖。a曲線，目標DNA的濃度為4.0×10^-12M；b曲線，空白。