[发明专利]一种可视化的纸基生物阴极光电化学传感器的构建方法

说明书

本发明公开了一种可视化的纸基生物阴极光电化学传感器的构建方法，涉及电化学检测技术领域。通过一步法制备碘化银/二氧化铈纳米复合材料作为光电阳极，纸芯片作为基底进行修饰生物分子构建生物阴极，使用外部线圈与一个便携的数字万用表相连接测定两种生物标志物MUC1和miRNA‑21。在纸芯片的比色区域滴加TMB显色剂，利用在H₂O₂存在的条件下目标物MUC1能够氧化TMB变为蓝色产物oxTMB,实现对生物标志物的肉眼可视化比色显示的预判；在光照下阳极材料碘化银/二氧化铈光电子的转移速度加快，在此过程中产生的瞬时电流可以由数字万用表即时读取，通过与可折叠、便携且易操作的纸基生物阴极的结合实现对MUC1和miRNA‑21的高灵敏检测。

技术领域

本发明涉及电化学检测技术领域，更具体地说是一种可视化的纸基生物阴极光电化学传感器的构建方法。

背景技术

近年来，随着人们经济水平的提高，环境污染、不良生活方式与精神压力过大等原因导致中国的癌症患者也逐年增加。据统计我国近六分之一的死亡是由癌症引起的并预测在未来的二十癌症发病率与死亡率将持续升高。为了有效的实现早期癌症的筛查，特别是对低水平的肿瘤标志物进行超灵敏检测，寻找一种快速、定量的检测肿瘤目标物的方法是非常必要的。然而常见的临床诊断手段都涉及到昂贵的检测仪器和复杂的专业性操作，因此本发明利用纸芯片的成本低、快速、便携、试剂消耗量小等优点实现对肿瘤标志物的现场高效检测。

由于比色技术不断应用到分析化学中，主要原理是分析物通过一定方式促进物质从无色变化到有色，通过观察颜色的强度检测物质的浓度。因此，纸芯片作为基底可以为比色显示提供一个更加快捷的平台，这种方法不需要大型昂贵的仪器来检测，通过肉眼可视化即可实现对目标物浓度的早期预判，使得对肿瘤标志物的检测更加简单高效。

为了提高传感器检测的灵敏度和准确性，光敏纳米材料由于其较大比表面积和良好的吸光性引起了研究者的极大兴趣。光敏纳米复合材料更是因其分布均匀和电子转移速率更佳的优势被极大地应用于光电化学分析中。其中，由碘化银和二氧化铈构成的纳米复合材料在电化学应用中受到广泛关注。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明提供一种可视化的纸基生物阴极光电化学传感器的构建方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将氟掺杂氧化锡（FTO）导电玻璃裁剪成1 cm×5 cm尺寸，依次放入丙酮、无水乙醇、超纯水超声处理10~20 min然后放入40~60 ℃烘箱30 min干燥；

（2）以导电玻璃作为基底，利用水热合成法在导电玻璃表面制备碘化银/二氧化铈纳米复合材料作为光电阳极；

（3）设计能够实现可视化检测两种生物标志物的纸芯片作为生物阴极；

（4）在准备好的纸基生物阴极表面修饰对应两种标志物的适配体链用于捕获癌细胞，然后用牛血清白蛋白封闭工作电极表面的活性位点；

（5）将纸基折叠到相应位置，把不同浓度的癌细胞加入到修饰后的纸基生物阴极的工作区域表面，然后在纸基显色区域加入由TMB和H₂O₂溶液构成的显色剂，对目标物进行肉眼可视化的预判；

（6）将显色反应结束的生物阴极用超纯水冲洗三次，将其和步骤（2）中制备的光电阳极用外部导线与数字万用表连接，构建纸基生物阴极光电化学传感器。