[發(fā)明專利]一種天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器的構建和應用

有效

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• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109187379B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 韓志鐘;翁清花;張思穎;朱莉莉;鄭小娜;李小芬;黃起杰;劉鵬輝
• 申請（專利權）人: 福建醫(yī)科大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N27/26;G01N33/53
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

本發(fā)明公開一種天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器的構建和應用，包括如下步驟：將制好的氧化鋅陣列置于提取的天然葉綠素溶液中浸泡，天然葉綠素與ZnO表面共價結合；加入甲胎蛋白抗體（Ab）并固定至電極表面，用牛血清蛋白（BSA）封閉；最后，引入不同濃度的甲胎蛋白，通過檢測抗原抗體特異性反應引起的光電流信號變化，以實現測定甲胎蛋白的目的。本發(fā)明所得到的天然葉綠素敏化劑制備方法綠色環(huán)保，操作簡便快捷，制備的天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器生物相容性好，成本低，節(jié)能環(huán)保。因此，在光電生物傳感技術和生物醫(yī)學領域具有較好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器，將含有甲胎蛋白抗原的樣品固定至制備好的BSA/Ab/CHL-ZnO電極上，檢測其光電流變化值，帶入所得方程，從而達到檢測甲胎蛋白濃度的目的，屬于分析化學和納米材料領域。

背景技術

光電化學型免疫傳感器是一種利用光生電流或光生電壓相關的待測物質濃度變化進行分析的新技術。其中，氧化鋅作為一種非常重要的無機功能材料，具有良好的光電性能，以及無毒、化學穩(wěn)定、生物相容性好等優(yōu)點，可以廣泛應用于光電化學生物傳感技術。純的氧化鋅由于本身禁帶寬度大，只能吸收紫外光，而天然色素對可見光具有良好的吸收，且生物相容性好，容易提取。

近年來，納米材料在光電化學生物傳感器領域的研究也越來越多。納米材料具備優(yōu)異的物理、化學、電催化等性能，基于納米材料的光電化學生物傳感器體現出體積更小、速度更快、檢測靈敏度更高等優(yōu)異性能。而氧化鋅作為一個重要的半導體陶瓷材料，具有許多有用的特性，如壓電性、光吸收和發(fā)射、高電壓-電流的非線性、對氣體和化學制劑敏感和良好的催化活性。純的氧化鋅只能吸收紫外線，對可見光不靈敏，需使用增敏劑增敏。目前主要采用無機物（如貴金屬、量子點）和有機物（大環(huán)化合物）對ZnO表面進行修飾，增強對可見光的吸收。但存在成本高、工藝復雜、生物相容性差等缺點，特別是有機物的合成過程往往會造成環(huán)境污染。而天然色素來源豐富，生物相容性好，容易提取，綠色環(huán)保。利用天然色素敏化作用不但可使ZnO受可見光照射而產生光電流，而且可使半導體電極自身不受激發(fā)，因而可避免因腐蝕、溶解而引起的消耗。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器，以及用于甲胎蛋白檢測的方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種天然葉綠素敏化氧化鋅基光電化學免疫傳感器的構建方法，包括如下步驟：

1）對ITO玻璃進行清洗，然后采用旋涂法，將乙酸鋅溶于乙醇形成溶液，將乙酸鋅乙醇溶液平鋪在干燥的ITO玻璃上，煅燒后在ITO表面形成種子層；2）配制由六水合硝酸鋅，六次甲基四胺，聚乙烯亞胺組成的水溶液，然后加入氨水，并用純凈水制成ZnO納米陣列結構生長液；3）將上述步驟1）制得的表面負載有ZnO種子層的ITO玻璃浸入到步驟2）制得的ZnO納米陣列生長液中，在85 ℃下反應4 h，并在450 ℃下煅燒后制得ZnO納米材料，將ZnO納米材料上的多余ZnO刮去后即得ZnO電極；4）采摘并清洗綠黃葛樹葉，除去葉脈，風干，將其剪碎后加入二氧化硅研磨以防止葉綠素被破壞，加入乙醇浸泡，過濾即得葉綠素提取液，濃縮葉綠素獲得葉綠素濃縮液，將步驟3）制備好的ZnO電極放入裝有葉綠素濃縮液的燒杯中浸泡，浸泡后取出并用乙醇清洗以去除黏附物，干燥后得到天然葉綠素增敏ZnO納米材料（CHL-ZnO），將天然葉綠素增敏ZnO納米材料上的多余ZnO刮掉后，即得CHL-ZnO電極；5）將甲胎蛋白抗體（Ab）引入到步驟4）獲得的CHL-ZnO電極上：取10 μL 100 μg/mL 甲胎蛋白抗體（Ab）滴加到CHL-ZnO電極上，并于37 ℃ 孵化，用純凈水漂洗數次后獲得Ab/CHL-ZnO電極；6）取15 μL 1 wt % 牛血清蛋白（BSA）封閉液滴加至步驟5）制得的Ab/CHL-ZnO電極上，并于37 ℃ 孵化以封閉非特異性結合位點，純凈水漂洗后，得到的電極（BSA/Ab/CHL-ZnO）作為光電化學免疫傳感器。