[发明专利]一种基于原位信号放大的夹心型前列腺特异性抗原光电化学免疫分析方法

说明书

本发明公开一种基于原位信号放大的夹心型前列腺特异性抗原光电化学免疫分析方法。将TiO₂‑B与壳聚糖、银离子相复合形成复合物TiO₂‑@CS‑Ag⁺，将其再与二抗结合形成标记的二抗。在H₂O₂存在的情况下，催化S₂O₃^2‑氧化生成S^2‑，S^2‑与探针端的Ag⁺结合，原位生成Ag₂S。由于Ag₂S的禁带宽度比TiO₂‑B小，当光照射到电极表面，受到光的激发，Ag₂S价带上的电子向导带转移，形成电子‑空穴对，Ag₂S导带上的电子富集，转移到TiO₂‑B的导带，使得光生电子‑空穴复合更慢，光电信号增强。随着待测物浓度的增加，由于免疫反应的发生，固定到电极表面的标记过的二抗浓度相应增加，在H₂O₂的存在情况下，S₂O₃^2‑发生还原反应生成S^2‑与Ag⁺结合生成Ag₂S，进一步放大光电信号。基于该现象可建立起对前列腺特异性抗原的无毒光电分析方法。

技术领域

本发明属于新型功能材料与生物传感检测技术领域，具体涉及一种基于原位信号放大的夹心型前列腺特异性抗原光电化学免疫分析方法。

背景技术光电化学（PEC）检测，是以光作为激发信号，以光电流作为检测信号，通过采用不同形式的能量作为激发信号和检测信号，使激发和检测信号互不干扰，因而背景信号较低，可获得较高的灵敏度。在光电化学传感器的构建过程中，光敏材料的选择对于信号的响应至关重要，在众多的光敏材料中，TiO₂由于其特殊的性质近年来受到越来越多科研工作者的关注。而TiO₂-B纳米材料作为TiO₂多晶型中的一种，由于其类似于钙钛矿的结构，拥有相对更多的空隙和连续的通道，使得其具有更高的电子转移能力，光电效应更高。但由于TiO₂-B材料禁带宽度宽，需要较高的能量激发产生光生电子-空穴对，可见光区光的吸收率低。为了使光电信号增强，以便后续生物传感器更好地实现灵敏检测我们引入壳聚糖与TiO₂-B形成复合物，用于增强TiO₂-B的光电响应。因壳聚糖具有模拟过氧化物酶的作用，将其与TiO₂-B复合，不仅可以增强TiO₂-B的光电活性，还由于其独特的物理-化学性质，可以更好的与抗体结合，增强传感器的稳定性。

前列腺癌是男性高发癌症中的一种，到目前为止仍未发现有效的药物对其进行治疗。前列腺特异性抗原(Prostate Specific Antigen，PSA)，一种有效的生物标志物，不仅可以检测早期的前列腺癌，还可以检测前列腺癌治疗的效果，因此灵敏，准确地检测PSA含量对诊疗前列腺癌具有十分重要的作用。因此发展一种列腺特异性抗原灵敏检测方法已成为科研工作者们研究的方向。免疫检测分析方法具有良好的灵敏性和特异性，常用于快速定量检测目标物。该方法的核心主要是抗体以及对应的抗原，通过特异性识别位点与检测物质结合。由于TiO₂-B@CS复合物具有模拟酶的作用，将其作为探针标记二抗，通过夹心免疫反应固定电极界面，在过氧化氢存在下，催化氧化S₂O₃^2-生成S^2-，再与探针上的Ag⁺结合原位生成Ag₂S，使光电信号增强。实验结果显示，该传感器具有较低的检测限，且对目标物的检测具有较好的选择性和稳定性，为其他肿瘤标志物的光电化学检测提供了平台。