[发明专利]一种基于二碳化三钛二维金属碳化物催化鲁米诺电化学发光探针的生物传感器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于二碳化三钛二维金属碳化物催化鲁米诺电化学发光探针的生物传感器及制备方法，该生物传感器包括探针和生物传感器电极，其探针包括纳米片Ti₃C₂ MXenes、连接分子和生物识别分子1，所述纳米片Ti₃C₂ MXenes与连接分子通过静电吸附连接，所述连接分子与生物识别分子1通过酰胺基团连接，所述连接分子含有伯胺基团或仲胺基团，且所述连接分子溶于水后能够带有正电荷，所述生物识别分子1为5’端带有羧基的单链DNA序列1，所述单链DNA序列1能够识别外泌体上的CD63蛋白质。本发明首次发现Ti₃C₂ MXenes可以改进鲁米诺的电致化学发光，并利用该性质将其制备成探针，进而制备了生物传感器。

技术领域

本发明涉及材料与分析化学领域，具体的，涉及一种新型二维纳米材料-Ti₃C₂MXenes催化鲁米诺电化学发光以及利用羧基封端的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)聚合物分子的在合适温度下暴露更多活性位点，从而构建电化学发光生物传感器检测外泌体的方法。

背景技术

外来体是通过内溶酶体途径从多泡体释放的纳米级细胞外囊泡(30～100nm)。外泌体携带丰富的细胞遗传物质，包括跨膜和胞质蛋白、mRNA、DNA和微RNA，从而作为介导细胞间的介质信使。它们具有重要的作用，实验表明它们与疾病有关，特别是与癌症的病发有关，外泌体被认为作为诊断早期癌症的生物标志物，在癌症检测方面具有重要的意义。迄今为止，已经开发了用于外来体检测的各种方法，包括蛋白印迹法、流式细胞术或酶联免疫吸附剂法。这些方法具有的缺点有，需要昂贵的仪器、复杂的技术技能和耗时的操作等。因此，开发简单，灵敏和可靠的外泌体检测方法是一项巨大的挑战。近年来，电致化学发光(ECL)作为一种强大的分析技术，由于其高灵敏度，快速，低的背景噪音，易操作性和低成本等优点，已被广泛用于蛋白质，DNA，酶等一些物质的检测。因此，基于其众多的优点，它可以有望应用于外泌体的检测。

MXenes，是最近发现的一个新型二维(2D)早期过渡金属家族碳化物。MXenes是通过从金属导电的MAX相中选择性蚀刻Al元素而制成的，其中，MAX相包括Ti₂AlC、Ti₃AlC₂和Ti₄AlC₃等多种类型。Ti₃C₂ MXenes是其中的一种，它结合了过渡金属碳化物的金属导电性及羟基或氧封端表面的亲水性质。在本质上，它们表现为“导电粘土”。它们本身具有导电性、催化以及比表面积大等一些性质，这些性质与石墨烯类似，因此基于这些优异的性质，Ti₃C₂ MXenes在催化，生物传感器，污染物处理，超级电容器，锂离子电池等众多应用中显示出巨大的前景。然而截止目前，关于Ti₃C₂ MXenes在生物传感器和生物医学如癌症治疗、细胞摄取和抗菌活性等方面的应用报道很少。因此，基于Ti₃C₂ MXenes优异的催化以及导电等性质，Ti₃C₂ MXenes显示出制造高灵敏度ECL生物传感器的潜力。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种基于二碳化三钛二维金属碳化物催化鲁米诺电化学发光的生物传感器的探针，可以改进鲁米诺的电致化学发光。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：