[發明專利]一種基于三維D NA-CdSe量子點納米網敏化SnO2的光電生物傳感器及應用

在審

• 申請號: 202110245076.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113008875A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 接貴芬;蔡倩倩
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N27/26;G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

1.一種基于3D CdSe QDs-DNA NR敏化介孔SnO₂的超靈敏生物傳感器，其特征是：利用3DCdSe QDs-DNA NR放大信號技術，設計了PEC和ECL生物傳感器，實現了對HIV的靈敏分析。目標HIV在外切酶三的輔助下，發生雙足DNA Walker循環，產出大量outputDNA，將合成的3DCdSe QDs-DNA NR連接到電極上，從而增敏SnO₂，產生強烈的PEC信號，實現了HIV的光電化學檢測。

2.一種制備權利要求1所述的基于3D CdSe QDs-DNANR敏化介孔SnO₂的超靈敏生物傳感器的方法和應用，其特征方法由下列步驟組成：

步驟1.采用溶劑熱法制備SnO₂：將硫代乙酰胺(0.048g)和SnCl₄·5H₂O(0.0628g)加入含有30mL異丙醇的聚四氟乙烯內襯不銹鋼高壓釜中，超聲處理直到材料溶解。然后，將高壓釜置于烘箱中，180℃加熱24h，自然冷卻至室溫后，用水和乙醇至少漂洗5次，然后在80℃的烘箱中烘干過夜。隨后，將所制備的SnS₂在空氣氣氛下的馬弗爐中于500℃焙燒2h(2℃/min)，冷卻至室溫后，SnS₂前驅體在保持納米片狀形貌的同時轉化為介孔SnO₂。

步驟2.3D CdSe QDs-DNA納米網探針的制備：將制備好的CdSe量子點用等體積的異丙醇洗滌離心兩次，然后分散到等體積的二次水中，待用。取40μL純化的量子點加入5μL 0.1M的EDC(1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽)，在室溫下活化20分鐘，然后加入5μL 0.025M的NHS(N-羥基琥珀酰亞胺；1-羥基吡咯烷-2，5-二酮)、25μL40μM DNA1和25μL 10μM CPDNA，在37℃下連接6h，得到CdSe QDs-DNA1。將混合物離心(7000rpm，5min)重新分散在100μL的去離子水中。同理，取40μL純化后的量子點加入5μL 0.1M的EDC，在室溫下活化20分鐘，然后加入5μL 0.025M的NHS和50μL 20μM DNA2，在37℃下連接6h，得到CdSe QDs-DNA2。將CdSe QDs-DNA2混合物離心(7000rpm，5min)重新分散在100μL的去離子水中。先取50μL的CdSe QDs-DNA1和50μL 10μM的Linker DNA混合，在37℃下雜交2h。再加入50μL的CdSe QDs-DNA2，在37℃下繼續雜交2h，得到3D CdSe QDs-DNA納米網探針。將混合物離心(7000rpm，5min)重新分散在100μL的二次水中，待用。

步驟3.外切酶輔助的DNA循環擴增反應：將不同濃度的Targe-HIV DNA與兩種發夾DNA(H1和H2)同步雜交，形成一條三鏈連接結構。在Exo-Ⅲ作用下發生剪切反應，釋放的目標DNA進一步循環，同時生成雙足DNAwalker，進一步結合發夾DNAH3，觸發新的循環擴增反應，產生大量的outputDNA。

步驟4.生物傳感器的制備及目標檢測：取10μL 2mg·mL^-1的SnO₂(溶于0.2％殼聚糖)溶液滴在ITO電極上，自然干燥后，在電極表面修飾AuNPs。取10μL 5μM的SH-DNA滴加在電極上，37℃下孵育12h利用Au-S鍵結合DNA，用超純水沖洗電極表面并用2mM巰基己醇(MCH)封板1h，防止非特異性吸附。接下來滴加不同濃度的outputDNA，在電極上孵育2h。最后，取10μL 3D CdSe QDs-DNANR信號探針滴到電極上，孵育2h后進行PEC和ECL檢測。

步驟5.生物傳感器對實際樣品的檢測

使用前將新鮮人血清稀釋到合適的濃度。采用標準加入法，將4種不同濃度的Target-HIV(1pM、5pM、10pM、50pM)分別加入到血清和復雜樣品(HBV、HCV、3-base、1-base、HIV，濃度均為0.5μM)中進行檢測(n＝3)。檢測到的HIV含量來自標準曲線和回歸方程。