[发明专利]一种基于离子交换技术及多重放大反应的光致电化学传感器的研制及其应用

说明书

本发明公开了一种基于离子交换技术及多重放大反应的光致电化学传感器及其应用。我们成功设计了一种新颖的光电化学(PEC)传感平台，通过银离子和CdTe量子点(QDs)的离子交换反应，对腺苷进行超灵敏检测。当有目标腺苷时，适体与腺苷特异性结合，DNA s1释放出来与发夹DNA(HP1)杂交，进行循环放大。因此，通过多重DNA循环放大产生大量的DNA c，富含大量的胞嘧啶，利用磁珠捕获，在硝酸银和硼氢化钠作用下原位合成Ag NCs。利用HNO₃溶解释放出大量的银离子，再与CdTe QDs发生离子交换反应，通过检测CdTe QDs光电信号的变化，实现了对腺苷的高灵敏检测。该PEC传感策略为不同生物分子的快速、超灵敏检测提供了新的思路。

技术领域：

本发明涉及了一种基于离子交换技术及多重放大反应的光致电化学传感器的研制新方法；

以及利用该光致电化学发光生物传感器结合多重信号放大技术检测腺苷的分析应用。

背景技术：

生物大分子检测的灵敏度和准确度不仅是非常重要的，而且是生物分析日益增长的需求。这是由于生物分子在很大程度上与某些疾病息息相关，如癌症[Sawyers,C.L.Nature,2008,452(7187):548-552]。人们普遍认识到，在疾病的早期阶段，相关生物标记的浓度通常处于相对较低的水平[Lei,J.,Ju,H.Cheminform,2012,43(24):2122-2134]。因此，为适应临床诊断和疾病治疗的需要，对信号放大策略的设计进行了多方面的研究，以达到临床诊断和治疗的目的。经过多年的发展，信号放大策略通常是通过增加信号分子在纳米粒子上的加载来标记识别分子[Divsar,F.,Ju,H.Chemical Communications,2011,47(35):9879-9881]。信号分子包括酶[Nam,J.M.,Thaxton,C.S.,Mirkin,C.A.Science,2003,301(5641):1884-1886]或纳米颗粒(NPs)[Zhang,S.,Zhong,H.,Ding,C.AnalyticalChemistry,2008,80(19):7206-7212]等。在一个传感器表面聚集大量的酶分子可以有效地催化相关的反应产生活性分子来进行目标检测[Ji,H.,Yan,F.,Lei,J.,et.al.AnalyticalChemistry,2012,84(16):7166-7171]。同时具有高催化活性、良好的导电性和良好生物相容性的功能性纳米材料能够加速信号转导，从而提高信号的检测限。另一方面，它们可以通过增加信号标记的加载密度来放大信号，从而实现高灵敏检测。近年来，将目标DNA循环作为一种信号放大策略引起了相当大的关注，因为它对目标分析的检测灵敏度有显著提高[Wang,S.,Fu,B.,Wang,J.,et.al.Analytical Chemistry,2014,86(6):2925-2930]。目标DNA循环方法通常在多核酶的各种核酸内切酶[Connolly,A.R.,Trau,M.AngewandteChemie International Edition,2010,49(15):2720-2723]、聚合酶[Liu,S.,Lin,Y.,Wang,L.,et.al.Analytical Chemistry,2014,86(8):4008-4015]、和核酸外切酶[Gao,Y.,Li,B.Analytical Chemistry,2013,85(23):11494-11500]上进行操作，以间接地放大目标分析物的数量，产生很强的可检测信号。因此，这一策略在目标DNA分析有很大的发展潜力。