[發明專利]一種用于檢測microRNA的紙基光電陰極生物傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 201910651279.2
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110376259B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 于京華;楊紅梅;胡孟蘇;張彥;顏梅;葛慎光
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 趙鳳

本發明公開了一種用于檢測microRNA的紙基光電陰極生物傳感器的制備方法。在紙基碳工作電極的工作區域首先包覆金納米粒子層，然后電沉積多面體狀的氧化亞銅，其可以負載大量的硫化銀量子點，形成光電敏化結構，極大地增強陰極光電流；在目標microRNA存在的條件下，基于雙鏈特異性核酸酶誘導的目標物循環反應和級聯的干?支雜交鏈反應，獲得帶負電荷的樹枝狀的DNA雙螺旋結構，通過組裝帶正電荷的金納米粒子，形成具有良好的葡萄糖氧化酶模擬活性的金樹，其可以催化葡萄糖氧化反應，消耗電子受體溶解氧，降低陰極光電流信號，實現對microRNA的靈敏檢測。

技術領域

本發明涉及microRNA分析檢測技術、納米材料技術、紙芯片技術及光電化學信號檢測技術領域，更具體地說是一種用于檢測microRNA-141的紙基光電陰極生物傳感器的制備方法。

背景技術

MicroRNA是一種具有大約18-25個核苷酸的內源性非編碼核糖核酸，其與某些病理過程密切相關，例如細胞周期、造血、代謝和腫瘤的發生。研究表明，癌癥的發生與microRNA的異常表達有關。因此，發展靈敏的檢測microRNA的分析方法對臨床診斷具有重要的意義。

光電化學分析方法由于其激發光源和檢測信號是兩種完全不同的形式，其具有較高的檢測靈敏度。然而，大多數的光電化學檢測采用陽極光電流，由于光生空穴和電子供體之間的氧化反應發生在光電陽極界面，其容易受到生物樣品中還原分子的干擾，具有較差的選擇性。而陰極光電流源于光生電子和電子受體之間的還原反應，其可以避免這個干擾。另外，基于纖維紙成本低、生物相容性好、比表面積大、便攜等優點，各種各樣的多功能紙基分析裝置已經被制備并廣泛地用于生物分析。因此，聯合光電陰極分析方法和紙基分析裝置的優點，發展紙基光電陰極生物傳感器用于microRNA的靈敏檢測具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是基于硫化銀量子點敏化的多面體狀的氧化亞銅修飾的紙工作電極構建光電陰極生物傳感器用于microRNA的靈敏檢測。在microRNA存在的情況下，通過利用雙鏈特異性核酸酶誘導的目標物循環反應輸出大量的DNA連接鏈，其可以引發級聯的雜交鏈反應，獲得帶負電荷的樹枝狀的DNA雙螺旋結構。基于靜電相互作用在獲得的帶負電荷的樹枝狀的DNA雙螺旋結構上組裝帶正電荷的金納米粒子，獲得具有良好的葡萄糖氧化酶模擬活性的金樹，其可以催化葡萄糖氧化反應消耗電子受體溶解氧，導致陰極光電流降低，進而實現對microRNA的靈敏檢測。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下措施來實現的：

(1)利用計算機軟件Adobe illustrator CS6設計紙芯片的蠟打印圖案，通過型號為Color Qube 8580的商用蠟打印機將設計好的蠟打印圖案打印在色譜紙上，然后在150℃的烘箱中加熱30s，使蠟融化并完全滲透到紙纖維網絡中，獲得全蠟的疏水區域和未蠟染的親水區域；

(2)利用計算機軟件Adobe illustrator CS6設計碳對電極、Ag/AgCl參比電極和碳工作電極的印刷圖案，通過絲網印刷技術將碳對電極、Ag/AgCl參比電極和碳工作電極印刷在步驟(1)中獲得的未蠟染的親水區域；

(3)在步驟(2)中獲得的碳工作電極的工作區域生長致密的金納米粒子層，具體的過程分為兩步：第一步是合成金種子，首先將0.4-0.6mL質量分數為0.05％-2％的氯金酸稀釋到40-60mL的超純水中，并加熱至沸騰，然后在磁力攪拌下加入0.2-0.5mL質量分數為1％-5％的檸檬酸鈉，繼續加熱1-5min后，自然冷卻到室溫，獲得酒紅色的溶液；第二步是在碳工作電極的工作區域原位生長金納米粒子層，將獲得的30-50μL金種子滴涂到工作區域并在室溫下自然干燥，重復上述“滴涂-干燥”過程4-6次后，在工作區域滴加30-50μL新制備的鹽酸羥胺和氯金酸的混合液，所述的鹽酸羥胺的濃度為100-300mM，氯金酸的濃度為20-30mM，在4℃條件下反應30-60min后，用超純水洗滌并在室溫下自然干燥；