[发明专利]基于枝状金修饰BDD电极上构筑17β-雌二醇适配体传感器的电化学分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于纳米材料、电化学分析和环境检测技术领域，尤其涉及一种基于枝状金修饰掺硼金刚石膜(BDD)电极上构筑17β-雌二醇适配体传感器的电化学分析方法。

背景技术

内分泌干扰物(EDCs)是一类人工制得或自然存在的外源雌激素,与内源雌激素有相似的功能。他们能干扰生物的正常行为以及体内正常激素的合成、贮存、分泌、体内输送、结合及清除等过程，导致生物体出现各种各样的机能障碍。如造成生物生殖功能损害，种群数量下降，人类男女出生比率失调，诱发各种癌症等。因此，对内分泌干扰物进行有效检测，对保护生态环境、保护人和动物健康不受损害等具有十分重要的意义。人类甾体雌激素主要有三种：17β-雌二醇(17β-estradiol，E2)、雌三醇、雌酮．其中17β-雌二醇是雌效应最强的天然甾体雌激素，在极低的浓度时(0.1 ng/L)就能表现出极强的生物效应。因此，对17β-雌二醇的检测具有重要的环境意义。

目前对于17β-雌二醇的检测方法主要有光谱法，色谱法，液相色谱-质谱连用等方法。但这些方法尽管有一定的灵敏度，但所用仪器较为昂贵，操作复杂，样品需要严格的前期处理等，都限制了对17β-雌二醇的快速、灵敏检测。因此，建立一种成本低廉，操作简单，灵敏度高，适于实时检测的17β-雌二醇的分析手段具有重要的应用价值。

电化学分析与色谱分析法相比，样品预处理简单，不需要大型仪器，速度快；与光谱分析方法相比，不需要引入光学信号标记物质；与质量分析法相比，适用领域更广，更适用于小分子或者质量变化不甚明显的作用体系。然而，17β-雌二醇的电活性较弱，直接采用电化学手段检测，不能获得理想的检测效果。

核酸适配体(aptamer)是一种在核苷酸序列库中利用体外筛选技术—指数富集的配体系统进化技术( SELEX) 筛选得到的，功能类似于单克隆抗体，能与靶物质高特异性、高亲和力结合的寡核苷酸DNA或RNA片段，具有特异性高、稳定性高、易修饰、合成速度快、与靶物质作用明显等优点。而17β-雌二醇的适配体早已被筛选出来 (Biosensors and Bioelectronics 22 (2007) 2525–2531)，因此开发一种针对17β-雌二醇的电化学适配体传感器有望获得良好的检测灵敏度和选择性。

掺硼金刚石膜(BDD)电极具有电势窗口宽，析氧电位高，背景电流低，化学、电化学稳定性高，耐腐蚀，表面自净能力强，电极表面终端基团可控等优异特性，同时具有大大高于其他常规电极的信噪比(S/B)，对分析检测的干扰小，可以提高检测的准确度和精度。

纳米金具有良好的导电性和生物催化性，同时可以通过Au-S键与适配体分子牢固结合，广泛用于生物传感器的构筑中。通过许多科研工作者的努力，许多具有大量活性位点的不同结构纳米金被合成。本发明中在BDD表面构筑的特殊形貌的纳米枝状金，就具有多级活性位点，大幅度地提高了BDD基底电极的导电性能，并能大量结合适配体分子，有力地提高了检测效果。

发明内容

本发明的目的就是针对现有检测17β-雌二醇技术的灵敏度不高、操作复杂等不足而提供一种基于纳米枝状金修饰BDD电极的17β-雌二醇适配体传感器的电化学分析方法，通过于基底电极修饰特殊结构的纳米枝状金，提高了电极导电性和负载适配体能力，实现了对17β-雌二醇的高灵敏、高选择性检测，检测灵敏度达到5×10^-15 mol/L，具有制备方法简单，操作简便，耗时短等优点。

本发明提出的一种基于枝状金修饰BDD电极上构筑17β-雌二醇适配体传感器的电化学分析方法，采用双模板法于掺硼金刚石膜表面修饰枝状金，并以其为基础构筑适配体传感器，实现对环境内分泌干扰物17β-雌二醇的高灵敏、高选择性检测，检测灵敏度达到5×10^-15 mol/L；具体步骤如下：