[发明专利]一种DNA纳米线放大的共敏光电检测平台及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种基于DNA纳米线放大的光致电共敏生物传感平台；本发明的技术方案是利用具有光电活性的Bi₂O₃‑ZnO材料及敏化剂CdS QDs形成共敏结构，结合Exo III辅助多重放大技术，通过构建DNA纳米线，制备了一种方便、实用的光致电化学(PEC)传感平台，实现了对凝血酶的超灵敏检测。目标凝血酶引发Exo III辅助多重放大反应，释放大量桥梁DNA(a1)。同时，两条单链DNA通过错位杂交形成可以标记敏化剂CdS QDs的纳米线。利用a1做桥梁，敏化剂CdS QDs与基底材料Bi₂O₃‑ZnO构成共敏结构，实现了凝血酶的超灵敏检测。该研究在生物分析领域中具有很好的应用潜力。

技术领域：

本发明涉及一种DNA纳米线放大的共敏光电信号平台；以及所述光电信号平台的制备方法及其检测凝血酶的分析应用。

背景技术：

凝血酶是一种丝氨酸内切蛋白酶，是病理过程中的关键酶，如白血病，动脉血栓形成和肝病。[Alzeer,J.；Vummidi,B.R.；Roth,P.J.C.；Luedtke,N.W.Angew.Chem.,Int.Ed.2009,48,9362-9365.]。脱氧核糖核酸(DNAs)由于其可设计的碱基序列、廉价、无毒和可自组装的特性，目前是分子诊断和生物治疗方面有吸引力的候选对象。[Li,J.；Green,A,A.；Yan,H.Nat.Chem.2017,9,1056-1067.]。组装好的DNA纳米结构作为信号放大器，有效地提高了生物传感平台的性能[Gao,X.S.；Niu,S.Y.；Ge,J.J.；Luan,Q.Y.；Jie,G.F.Biosensors and Bioelectronics.2019,147,111778.]。DNA纳米线由于良好的生物相容性，制备简单且具有多种功能而引起了大多数研究人员的兴趣。[Wang,F.A.；Elbaz,J.；Orbach,R.；Magen,N.；Willner,I.J.Am.Chem.Soc.2011,133,17149-17151.]。

光致电化学(PEC)系统的检测信号与激励光源完全分离，具有理想的灵敏度[Zhao,W.W.；Xu,J.J.；Chen,H.Y.Chem.Rev.2014,114,7421-7441.]。PEC检测的光电转换效率与PEC传感检测的灵敏度密切相关，主要取决于传感系统中使用的半导体光活性材料。由于电子空穴的快速复合，单一的材料会降低光电流。然而，小带隙的光敏物质敏化剂和宽带隙的衬底材料形成一个具有级联边缘能级的敏化结构，进而促进电荷分离，提高光电转换效率和增加光电流输出[Lee,Y.L.；Lo,Y.S.Adv.Funct.Mater.2009,19,604-609.]。

本文采用光电活性材料Bi₂O₃-ZnO及其相应敏化剂CdS QDs形成的共敏结构，结合Exo III辅助多重放大技术，通过构建纳米线，制备了一种方便、实用的光电化学(PEC)平台，用于凝血酶的超灵敏检测。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种Bi₂O₃-ZnO作为光电活性材料，CdS QDs作为敏化剂的新型敏化复合材料，为检测提供光电性能好的信号来源。

具体包括以下步骤：