[发明专利]一种检测双肿瘤标志物光致电化学免疫传感器的构建方法

说明书

本发明公开了一种基于枝状二氧化钛纳米棒‑钛酸锶（B‑TiO₂ NRs‑SrTiO₃）异质结双组份光致电化学免疫传感器的构建方法，可以实现同时检测甲胎蛋白和糖类抗原153。利用水热法合成B‑TiO₂ NRs‑SrTiO₃异质结，有效地促进载流子分离与空穴传输，产生的光电流密度与B‑TiO₂ NRs相比有显著增加。在B‑TiO₂ NRs‑SrTiO₃异质结的基础上，利用β‑半乳糖苷酶和乙酰胆碱酯酶作为信号标记物，特异性的催化对氨基苯基吡喃半乳糖苷和乙酰胆碱水解，原位生成对氨基苯酚和胆碱，分别作为牺牲电子供体，用于区分光电流信号。由于合适的信号差异，该传感器可以实现对甲胎蛋白和糖类抗原153的高灵敏检测。

技术领域

本发明涉及双肿瘤标志物的定量检测领域，更具体的说是基于枝状二氧化钛纳米棒-钛酸锶异质结同时特异性检测两种肿瘤标志物的光致电化学免疫传感器的构建。本发明还涉及无机纳米复合材料的合成领域。

背景技术

肿瘤标志物是肿瘤细胞通过基因表达而合成、分泌，或是机体因对肿瘤产生反应而异常产生的一类物质，在肿瘤早期诊断中有重要作用。及时检测肿瘤标志物的含量对于临床肿瘤筛查和早期诊断有重要意义，因此需要构建高灵敏度的免疫传感器用于检测肿瘤标志物。目前已报道的免疫传感器大多数用于检测单一肿瘤标志物，只有极少数的免疫传感器用于检测双肿瘤标志物。与检测单一肿瘤标志物相比，同时检测双肿瘤标志物策略具有检测量大、成本低、分析速度快等优点。并且在临床诊断中，由于单一肿瘤标志物对于肿瘤细胞异常表现的敏感性或特异性偏低，导致检测灵敏度低，同时检测双肿瘤标志物则可以显著提高检测的灵敏度、特异性和准确度。

现如今，电化学法、化学发光法、电化学发光法和光致电化学（PEC）法等方法已用于肿瘤标志物的检测。其中PEC法由于激发光源和检测信号完全分离，在检测过程中背景信号被极大的削弱，使得传感器具有背景信号低、响应速度快、灵敏度高等优势。目前，已经构建的用于检测双肿瘤标志物的PEC免疫传感器中，大部分的工作都是通过将工作区域进行空间分离，从而区分不同肿瘤标志物产生的信号，导致制作步骤繁琐、操作复杂、检测过程耗时等问题。鉴于这些情况，迫切需要设计一种操作简单、灵敏度高、在单工作区同时检测双肿瘤标志物的PEC免疫传感器。

众所周知，PEC免疫传感器的灵敏度与光敏材料的光电转换效率密切相关。枝状二氧化钛纳米棒 (B-TiO₂ NRs) 作为本发明的光敏材料，具有大比表面积，良好化学稳定性和优良光电效应等优势。但B-TiO₂ NRs的光生电子-空穴对复合速率过快，导致光电转换效率较差。为了解决这一问题，与金属离子掺杂、与其他半导体复合等方法已经用于提高B-TiO₂ NRs的光电转换效率。其中，钛酸锶（SrTiO₃）作为n型半导体材料，其导带位置比B-TiO₂NRs导带位置低，使得SrTiO₃可与B-TiO₂ NRs配对产生能带电势差，且由于SrTiO₃与B-TiO₂NRs不同的能带结构会产生耦合作用，因而SrTiO₃与B-TiO₂ NRs复合形成B-TiO₂ NRs-SrTiO₃异质结，可以促进光生载流子的转移和分离，进而抑制电子-空穴对的复合，提高传感器的灵敏度。

发明内容