[發明專利]一種富勒烯-四氧化三錫檢測降鈣素原的夾心型光電化學傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 202010468020.7
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111717909B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 魏琴;徐芮;王歡;任祥;范大偉
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C01B32/154
• 分類號: C01B32/154;C01G19/02;C01G49/12;G01N27/327;G01N27/416;B82Y30/00;B82Y40/00
• 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

本發明涉及基于一種富勒烯?四氧化三錫檢測降鈣素原的夾心型光電化學傳感器的制備方法。本發明采用富勒烯量子點和硒化鎘共同敏化的四氧化三錫復合材料作為基底光敏材料，富勒烯具有優異的傳遞電子的效能，能夠有效的增強氧化錫材料的光電流響應，其次，羧基功能化的硒化鎘能夠有效的連接生物分子，同時作為敏化劑進一步促進了基礎光電流響應，提高了傳感器的穩定性。二硫化鐵具有良好的光吸收性能，其作為標記物標記降鈣素原第二抗體構建夾心型傳感器，能有效提高傳感器的靈敏度，實現了對降鈣素原的超靈敏檢測。其檢測限為3.5 fg/mL。

技術領域

本發明涉及基于一種富勒烯-四氧化三錫檢測降鈣素原的夾心型光電化學傳感器的制備方法。具體是采用富勒烯量子點與硒化鎘共同敏化的四氧化三錫作為基底光敏材料，用二硫化鐵作為標記物標記第二抗體，制備了一種檢測降鈣素原的夾心型光電化學傳感器，屬于新型功能材料與生物傳感檢測技術領域。

背景技術

降鈣素原（PCT）是一種蛋白質，當嚴重細菌、真菌、寄生蟲感染以及膿毒癥和多臟器功能衰竭時它在血漿中的水平升高，細菌內毒素在誘導過程中擔任了至關重要的作用，局部有限的細菌感染、輕微的感染和慢性炎癥不會導致其升高，自身免疫、過敏和病毒感染時PCT也不會升高，因此PCT是嚴重細菌性炎癥和真菌感染的特異性指標，而且也是膿毒癥和炎癥活動有關的多臟器衰竭的可靠指標，它反映了全身炎癥反應的活躍程度。在嚴重的細菌性感染疾病中如膿毒癥和MODS，PCT升高的程度是炎癥活動的反映。PCT不僅是用于鑒別診斷的急性指標，而且是監控炎癥活動的參數。其優于其他炎癥指標的優勢在于，嚴重的感染引起PCT濃度顯著升高（10ug/L），而較輕的感染或不太嚴重的膿毒癥僅引起PCT中度升高。并且，PCT還可以作為嚴重炎癥的愈后監控指標。如果炎性刺激不再存在，PCT在幾天內恢復到正常參考范圍內。因此，建立一種快速、準確地檢測降鈣素原的分析方法非常必要。目前已有的降鈣素原抗原的檢測方法有很多，如利用時間分辨熒光免疫層析方法檢測（黃德智,應昊俊,劉飛等.降鈣素原時間分辨熒光免疫層析檢測方法的建立及性能評價[J].第三軍醫大學學報, 2019, 41(06):581-586.）；酶聯免疫方法（一種唾液降鈣素原酶聯免疫檢測方法，CN201610401787.1）；化學發光免疫方法（基于納米抗體的降鈣素原化學發光檢測試劑及檢測方法，CN201810235448.X）等等，但由于酶聯免疫分析操作繁瑣，價格昂貴；熒光分析可控性差、毒性大；電化學發光分析檢測時間長等。本發明設計了一種新型的夾心型光電化學傳感器，其分析速度快，操作簡單，穩定性好，檢測限低，本發明設計的夾心型光電化學傳感器對降鈣素原抗原的檢測限達到3.5 fg/mL。

四氧化三錫，一種含有多價態金屬元素的半導體材料，具有優異的光敏活性和光催化性能，不同于單價態的二氧化錫或氧化亞錫，含有多金屬價態的半導體光敏材料具有優異的光穩定性，光生電子會更加有利于產生和傳遞，并且其制備簡單，成本低，具有一定的熱穩定性。但是單純的四氧化三錫材料，在受到光激發后，光生電子在快速形成的過程中，也會有部分電子與空穴復合，使得其自身的優異表現不明顯。富勒烯結構的碳材料具有優異的電子傳遞性能，其自身能夠作為電子受體，接收電子并快速的進行傳遞。并且由于碳納米結構的材料本身具有的良好的導電性，富勒烯量子點在本發明中用于敏化四氧化三錫材料，能夠更加有效的實現光生電子的傳遞過程，以獲得更高的光電流響應。本發明設計的四氧化三錫為花狀結構，為富勒烯量子點的負載提供了更多的活性位點，但是由于富勒烯很難進行基團功能化，不利于后續生物分子的連接，羧基功能化的硒化鎘材料被應用，用于連接生物分子。此外，硒化鎘作為一種優異的敏化劑，從另一方面也進一步提高了基底光電響應，提高了傳感器的穩定性。在后續生物分子修飾的過程中，光電流會逐漸降低，利用對光能有吸收作用的二硫化鐵納米顆粒作為標記物標記第二抗體，使得傳感器在修飾到最后一層時，光電流大幅度降低，提高了光電流的改變值，利用改變值與檢測物濃度的關系，判斷檢測物的含量，二硫化鐵的引入，提高了傳感器的靈敏度，實現了對降鈣素原的超靈敏檢測，檢測限達到3.5 fg/mL。