[發(fā)明專利]一種基于新型復合納米材料快速靈敏檢測銅綠假單胞菌的電化學傳感器

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN112557474A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 陳輝;謝國明;張馨
• 申請（專利權）人: 重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本專利利用新型復合納米材料，結合電化學傳感器技術，構建了一種快速靈敏檢測銅綠假單胞菌的新型無酶電化學傳感器。通過在電化學傳感器的基礎上，結合具有高效類酶活性的銅改性鋯金屬納米材料和高導電性的Super P/AuNPs三種納米材料，實現(xiàn)信號放大，提高檢測靈敏度。該新型電化學傳感器能夠實現(xiàn)寬的檢測范圍(10?10⁶CFU/mL)和低的檢出限(2CFU/mL)(s/n＝3)。同時，我們提出的這種檢測策略，只需要改變捕獲元件，就能實現(xiàn)其他生物靶點的檢測，包括細胞、腫瘤標記物和其他細菌株等。結果表明，該電化學傳感器在疾病診斷方面具有潛在的應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種電化學生物傳感器，特別涉及一種基于新型復合納米材料快速靈敏檢測銅綠假單胞菌的電化學傳感器。

背景技術

銅綠假單胞菌是機會性感染的前三大病原體之一。能否及時診斷和正確治療取決于實驗室檢測結果。而目前銅綠假單胞菌的常規(guī)檢測方法有平板培養(yǎng)法、聚合酶鏈反應法和質譜法。作為金標準，平板培養(yǎng)準確但耗時。聚合酶鏈反應雖然可以實現(xiàn)定量檢測，但對操作人員的要求很高。質譜分析準確但需要昂貴的大型儀器。因此，尋找一種更加快速、簡便、靈敏的銅綠假單胞菌檢測方法顯得尤為重要和迫切。

近年來，生物傳感器在銅綠假單胞菌檢測中越來越受到重視。一些研究人員也嘗試利用不同的生物傳感器用于銅綠假單胞菌的檢測。但這些方法或多或少存在一定的缺陷，其中信號放大效率低，靈敏度不能滿足臨床需求是限制其應用的關鍵因素，因此尋找一種能夠提高靈敏度的方法尤為重要。常用的生物傳感器包括光學傳感器，電化學發(fā)光生物傳感器和電化學傳感器等。其中電化學傳感器已經(jīng)成為一種很有吸引力的工具。它具有分析速度快、靈敏度高、成本低、操作簡便、小型化等突出優(yōu)點。隨著納米科學和納米技術的發(fā)展，納米材料越來越多地被用于構建電化學傳感器，將納米材料結合到電化學傳感器上，是提高靈敏度的理想策略之一。金屬有機框架納米材料作為一種新型的晶體介孔材料，具有結構可控、比表面積大、孔徑可調等優(yōu)點，在生物傳感器領域受到了廣泛的關注。其中，鋯系金屬有機骨架納米材料因其具有大的比表面積，優(yōu)異的吸附能力和各種接枝基團，易核酸功能化，因此顯示出巨大的潛力。Super P是一種化學穩(wěn)定性高的炭黑納米材料，能產(chǎn)生更穩(wěn)定的檢測信號。更重要的是，它具有很高的導電性，可以通過修飾電極來增加電流信號。AuNPs具有良好的生物相容性和導電性，還可為隨后的蛋白質提供足夠的結合位點，易蛋白功能化。

基于以上研究背景，結合本課題組的前期工作基礎，本發(fā)明合成了具有高效類酶催化活性的銅改性鋯金屬有機框架納米材料，以及具有特異識別功能的核酸功能化銅改性鋯金屬有機框架納米探針，還引入了高導電性的Super P和AuNPs來增加電子轉移，以獲得令人滿意的檢測靈敏度。通過充分利用銅改性鋯金屬有機框架納米材料和Super P/AuNPs的優(yōu)點，開發(fā)出一種基于高效類酶催化活性的銅改性鋯金屬有機框架納米材料和高導電性Super P/AuNPs快速檢測銅綠假單胞菌的電化學傳感器。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種更加簡單、快速、高靈敏檢測銅綠假單胞菌的電化學傳感器。

具體技術方案如下：

一種基于新型復合納米材料快速靈敏檢測銅綠假單胞菌的電化學傳感器，其制備方法包括以下步驟：

(1)鋯金屬有機框架納米材料的制備 首先，將80mg 2，2’-聯(lián)吡啶-5，5’-二羧酸和26.12mg的四氯化鋯分別分散在6mL和12mL的N，N-二甲基甲酰胺中，二者都超聲處理5分鐘，然后將兩種反應物混合在20mL體系的反應釜中；隨后加入1.5mL的乙酸(99.99％)，再超聲處理5分鐘，使得上述混合溶液充分混勻。然后在120℃條件下加熱和攪拌16小時。最后，在9000rpm(5450rcf)條件下離心10分鐘，用乙醇洗滌三次，最終得到白色固體。