[发明专利]一种量子点功能化的纳米纤维检测癌细胞的传感器及制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种采用量子点荧光淬灭与重现传感技术检测癌细胞的方法。

背景技术

目前，从世界范围内来讲，癌症的发病数都在以年均3%到5%的速度在递增。其中70%的新发病例发生在新兴国家和发展中国家。相关的数据也显示，在2008年，全球的新发病例数是1270万，将近1300万，死亡病例数达到了760万。现在的患者病例数高达2800万，其中发展中国家的发病数占到了56%，而它的死亡比例更高，达到了64%。根据这样一个发展趋势的预测，到2020年，癌症的新发病例全球将达到2000万，死亡病例也会高达1200万，可见癌症已经成为目前全球性的一个公共卫生问题。因此,发展用于癌症早期诊断和相关癌症标志物筛查的方法具有重要的临床意义。癌症的早期诊断是非常困难的事，因此使许多病人错过了最佳的治疗时间。

目前肿瘤的检测主要靠手术和切片，将活体组织从体内取出，放到显微镜下观察，如果发现癌细胞，则确诊为癌症。这种方式的缺点一是病人痛苦比较大，二是费用较高。过去通常利用影像学方法检测癌症，如X光、B超和CT等，还有直接手术或做病变组织穿刺活检等方法，但很难对肿瘤做出早期诊断，且对人体有较大伤害。癌细胞诊断的常规技术往往耗时、成本高、检测仪器昂贵，所以开发一些检测成本低，检测仪器简单，并能提供灵敏、准确的识别癌细胞的方法是即时诊断领域的重要发展目标。

科研人员用分别测量癌细胞的折射率和直径的方法（Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 243901)对癌细胞进行了检测。其主要思想是通过改变细胞缓冲溶液的折射率，构造多个方程，通过多次测量波长漂移量计算出细胞的折射率和直径。这种方法实验装置复杂，测量步骤多，难以实用化。公开号CN103134793 A的专利公开了一种检测癌细胞的电致化学发光传感器，该方法通过根据抗体上结合的癌细胞的数量与电致化学发光强度的线性变化来实现对癌细胞的检测。但是其制作过程繁琐，必须根据已知癌细胞的种类更换电极上的抗体来进行检测，而且显现结果不能直接肉眼可见。

目前，量子点已成为纳米光子学和纳米材料科学中最为活跃的研究领域之一，它为纳米传感器件的发展提供了一种新技术、新方法。量子点在纳米生物传感器件中的优势有：一、具有较好的光稳定性，不易被光解或漂白；二、对生物体本身功能的影响要小；三、良好的激发和荧光效率；四、对所测量的生物活性反应敏感；五、光谱特征突出。本发明将量子点纳米材料引入到纳米纤维中用做检测癌细胞的传感平台，这方面的工作尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是：针对检测分析的高灵敏度、高选择性的需求，本发明提供一种采用量子点荧光淬灭与重现的传感技术检测癌细胞的方法，该方法无需复杂的仪器区分癌细胞和正常细胞，检测信号肉眼可见，制备材料价廉易得，过程简单。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：我们利用在pH=6.8时苯硼酸与癌细胞结合的能力大于苯硼酸与纳米纤维结合的能力，故而将量子点脱离荧光淬灭基团，传感器处于ON的状态，在外灯照射下产生荧光。而在pH=7.8时，苯硼酸与癌细胞结合的能力小于苯硼酸与纳米纤维结合的能力，量子点又接近荧光淬灭基团，传感器处于OFF状态，故而在紫外灯照射下没有荧光信号。

本发明的技术方案如下：

一种量子点功能化的纳米纤维检测癌细胞传感器的制备方法如下：

1）功能化量子点的制备

运用溶胶凝胶体法合成量子点，将亚碲酸钾溶解在水中配成Te前体，将二水合乙酸镉溶于水中加入稳定剂，调节pH至碱性，搅拌5 min后加入Te前体和NaBH₄搅拌5min后开始加热至沸腾回流一定时间得到量子点。而后通过化学方法，将苯硼酸修饰在CdTe量子点的表面。

上述稳定剂优选为：巯基乙酸，巯基丙酸，巯基丁酸，巯基丁二酸，2,3-二巯基丙二酸，2-巯基苄醇，2-巯基烟酸，6-巯基烟酸，谷胱甘肽，半胱氨酸， 6-巯基-己酸，巯基异丁酸，3-巯基-1-丙胺，6-巯基己-1-醇，2-巯基乙磺酸，2-巯基异丁酸，3-巯基苯甲酸，3-巯基-1-丙醇，8-巯基-1-辛醇，4-巯基苯硼酸，2-巯基苯甲酰胺，但不限于此。