[发明专利]一种制备电致化学发光生物传感器的方法

说明书

技术领域

本发明属于以IIB-VIA族半导体纳晶(如CdS、CdSe、CdTe等)为载体固定蛋白质等生物分子制备电致化学发光生物传感器的方法。

背景技术

半导体材料有着独特的光电效应，广泛应用于光电子器件。近年来，IIB-VIA族组成的半导体纳晶独特的荧光性质，如荧光性质的尺寸效应，荧光谱带异常狭窄，量子点的荧光极为稳定，且不易漂白，所以逐渐取代传统的荧光试剂，广泛应用于分析领域，尤其是生命科学领域，如充当细胞和生物组织的标记物。

2002年以来，人们发现了半导体纳晶的电致化学发光现象，引起了人们的极大兴趣。在工作电极上施加一定正电位或负电位，半导体纳晶转变为纳晶的氧化态或还原态。在氧化态和还原态湮灭过程中产生半导体纳晶激发态，激发态以光子形式释放能量回到基态。同时，纳晶的氧化态或还原态与溶液中的一些辅助试剂作用也能生成半导体纳晶激发态，产生电致化学发光。

电致化学发光具有装置简单、重现性好、原位检测、高灵敏度、宽线性范围、高选择性和快速准确等特点，已广泛应用于临床疾病诊断。

最新研究表明：生物活性物质，H₂O₂能充当半导体纳晶的辅助试剂，产生增强型电致化学发光，其发光强度与H₂O₂浓度在一定范围内，成线性关系。而H₂O₂是众多氧化酶与底物作用产物，通过建立对H₂O₂高灵敏、快速、定量的检测方法，可以达到快速准确检测底物。与传统的电化学传感器相比较，电致化学发光传感器具有更高灵敏度、更宽的线性范围、更高选择性等。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种稳定性好、灵敏度高的IIB-VIA族半导体纳晶固定蛋白质等生物分子制备电致化学发光生物传感器的方法。

技术方案：本发明的技术方案是：将IIB-VIA族半导体纳晶用二次蒸馏水配成胶体溶液，再将生物分子溶液加入到所配成的胶体溶液中形成混合液，然后将混合液滴涂于电极表面，待溶剂80～95％被蒸发后，用戊二醛蒸气交联方法制备电致化学发光生物传感器。

胶体溶液中，CdS、CdSe、CdTe的IIB-VIA族半导体纳晶的浓度为1～4mg/ml。生物分子与半导体纳晶的质量比为1∶1～3∶1。所述半导体纳晶的粒径为5～50nm。

所述生物分子为葡萄糖氧化酶、黄嘌呤氧化酶、多酚氧化酶、酪氨酸酶、半乳糖氧化酶、脲酸酶、过氧化物酶、胆碱氧化酶、乙酰胆碱脂酶、谷氨酸氧化酶、胆固醇氧化酶、丙酮酸氧化酶、抗坏血酸氧化酶、肌氨酸氧化酶、乙醇脱氢酶、乙醇氧化酶、乳酸脱氢酶、乳酸氧化酶、超氧化物歧化酶、脲酶、赖氨酸氧化酶、亚硫酸盐氧化酶、漆酶、脂肪酶或异柠檬酸脱氢酶中的一种。所述戊二醛蒸气交联方法是将电极置于戊二醛的饱和蒸气中交联15分钟，再放在冰箱中冷藏。

有益效果：采用本发明方法制备出的生物传感器稳定性好、灵敏度高、重现性好，而所需的生物分子的量少。由于制作方法也较为简单，所以投入市场的可能性较大。IIB-VIA族半导体纳晶制备简单、来源广泛，可选择性地使用不同的纳晶固定材料可制备不同功能的生物传感器，可广泛用于医学、食品、环境等领域，具有较高的经济效益。

具体实施方式

本发明所采用的电极为本领域公知的各种基底电极。

将IIB-VIA族半导体纳晶(如CdS、CdSe、CdTe等)用二次蒸馏水配成胶体溶液，再将生物分子溶液加入到所配成的胶体溶液中形成混合液，然后将混合液滴涂于基底电极表面，待溶剂80～95％被蒸发后，用戊二醛蒸气交联方法制备电致化学发光生物传感器。

上述胶体溶液的浓度为1~4mg/ml。合适的胶体浓度目的是：有利于控制修饰膜厚度，使传感器具有高灵敏度和快速响应。

混合液中，生物分子与半导体纳晶的质量比为1∶1~3∶1。合适的质量比目的是：使传感器具有最高的响应。

滴涂在电极表面的生物分子和半导体纳晶混合溶的体积为20~50μl。滴涂量过少传感器的灵敏度将降低。滴涂量过大，传感器响应时间将延长，膜的渗透性将降低。

为了使半导体纳晶既具有较大的比表面积，较高的电致化学发光效率，本发明

选用的半导体纳晶的粒径为5~50nm。

所述生物分子在催化底物作用时，消耗氧气或能生成H₂O₂。