[发明专利]一种检测转基因作物中Cry1Ab蛋白的光电化学免疫传感器的制备方法

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种基于等离子体增强的光电化学免疫传感器制备方法，并将其应用于Cry1Ab蛋白的检测。具体以聚酰胺‑胺(PAMAM)树枝状大分子为空间限域的模板，结合其粒子尺寸效应调控，制备的PAMAM‑Au纳米材料具有良好的分散稳定性。通过Au NPs作为等离子体光敏剂和电子继电器的双重作用，抑制光敏材料CdSe QDs电子空穴对复合，实现光电信号放大策略。本发明中，引入Cry1Ab的抗体，实现抗原‑抗体特异性识别，从而提高光电化学传感器用于Cry1Ab蛋白的特异性检测。构筑的光电化学免疫传感器检测线性范围为0.01ng·mLsupgt;‑1/supgt;‑100ng·mLsupgt;‑1/supgt;，检出限为0.003pg·mLsupgt;‑1/supgt;。本发明构建的光电传感器背景信号低、灵敏度高、选择性高、稳定性好，为检测转基因作物中的Cry1Ab蛋白提供良好的传感平台。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种基于等离子体增强的光电化学免疫传感器制备方法及其应用，可用于转基因作物中Cry1Ab蛋白的灵敏检测。

背景技术

苏云金杆菌产生的晶体蛋白(Cry)是用于农业害虫防治的杀虫毒素，其中Cry1Ab蛋白在转基因作物(小麦、玉米、水稻)中分布最为广泛。转基因作物的种植可以减少杀虫剂的使用，但对人类健康和环境的潜在风险仍备受争论。现已有多个国家对转基因食品设置了临界值，必须对超标食品进行标识。目前，检测Cry1Ab的方法主要有酶联免疫吸附技术(ELISA)、蛋白质印迹法(Western blot)和免疫层析法(ICA)，具有仪器简单、操作方便、成本低的优点。然而，这些方法通常采用可见比色读出策略，导致灵敏度不足和无法进行定量检测。因此，有必要发展一种转基因作物中Cry1Ab蛋白高灵敏、高选择性的检测方法。

光电化学法兼具光学与电化学方法操作简单、灵敏度高、特异性好的分析优势，并且具有背景信号低的突出特点。以聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子为空间限域的模板，结合其粒子尺寸效应调控，制备PAMAM-Au纳米材料具有良好的分散稳定性。一方面，利用Au纳米颗粒(NPs)的等离子体共振(SPR)效应，增强电磁场强度，提高光吸收速率；另一方面，AuNPs作为电子继电器，具有良好的导电性。通过两者的协同作用，Au NPs与半导体材料进行界面组装，抑制光敏材料电子空穴对复合，从而构筑新型高性能光敏复合材料；进一步，有机结合抗原-抗体特异性识别机制，设计、构建高性能PEC免疫传感器，提高光电化学传感器检测灵敏度，实现对Cry1Ab蛋白的高灵敏、高特异性检测。目前，针对光电化学免疫分析对Cry1Ab蛋白的检测未见报道。

发明内容

本发明旨在通过Au NPs作为等离子体光敏剂和电子继电器的关键作用，加速光敏材料CdSe QDs电子空穴对分离，从而提高光电化学免疫传感器检测性能，最终实现对转基因作物Cry1Ab蛋白的高稳定性、高选择性、高灵敏度检测。

一种检测转基因作物中Cry1Ab蛋白的光电化学免疫传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备PAMAM-Au纳米材料，备用：

(2)制备CdSe QDs材料，备用：

(3)氧化铟锡玻璃ITO电极经预处理后，备用；

(4)将步骤(1)制备的PAMAM-Au纳米材料修饰到步骤(3)预处理的氧化铟锡玻璃电极表面，并在室温下干燥，此时，产品标记为PAMAM-Au/ITO；

(5)将步骤(2)制备的CdSe QDs材料修饰到步骤(4)所制得的传感器表面，并在室温下自然晾干,此时，产品标记为CdSe QDs/PAMAM-Au/ITO；

(6)将活化试剂EDC/NHS混合溶液修饰在步骤(5)所制得的传感器表面，以活化CdSe QDs表面的羧基；随后将Cry1Ab抗体修饰在电极表面，并在一定温度下孵育一段时间，之后用PBS对产品进行清洗，此时，产品标记为Cry1Ab抗体/CdSe QDs/PAMAM-Au/ITO；