[发明专利]一种羟基氧化铁-MoS2

说明书

本发明属于纳米杂化材料技术领域，具体涉及一种羟基氧化铁‑MoS₂纳米杂化材料及其制备方法、适体传感器用电极、适体传感器。该羟基氧化铁‑MoS₂纳米杂化材料包括羟基氧化铁纳米棒和生长在其表面的MoS₂纳米片，所述MoS₂纳米片由磷钼酸水合物与硫代乙酰胺进行溶剂热反应得到。本发明的羟基氧化铁‑MoS₂纳米杂化材料中，MoS₂纳米片垂直生长在棒状β‑FeOOH基体上，形成组分均匀的纳米杂化多组分结构，基于该纳米杂化材料获得的miRNA‑21生物传感器具有优异的传感性能、高灵敏度、优异的稳定性和再现性、高选择性以及可行性。

技术领域

本发明属于纳米杂化材料技术领域，具体涉及一种羟基氧化铁-MoS₂纳米杂化材料及其制备方法、适体传感器用电极、适体传感器。

背景技术

癌症的早期筛查与检测对于其有效治疗和改善患者生存状况至关重要，因此开发快速、低成本的传感系统成为人们关注的热点。作为一种内源的和非编码的短链RNA，microRNA(miRNA)因在癌细胞中过表达，被认为是癌基因和肿瘤抑制因子。其中miRNA-21因在不同的细胞和生物学功能均有涉及，作为有效的生物标志物受到广泛关注。然而，microRNA往往表现出诸如短链、序列相似和丰度低等特征，给其临床诊断带来巨大挑战。

目前，针对生物学中miRNA的灵敏检测，科学家们发明了多种分析方法和生物传感器，如荧光光谱法、化学发光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、拉曼光谱法、光电化学分析、电化学发光分析及电化学技术等。其中电化学技术因成本低、检测灵敏度高、特异性好、仪器简单等优点公认为最有效的方法之一。然而，miRNA在血浆或血清中的含量低至飞摩(fM)、纳摩(nM)级别，增强检测信号是miRNA传感器的主要问题。尽管人们已经尝试很多方法开发各种检测miRNA的传感器，但相对低的检测灵敏度限制了其实际应用。因此，开发一种超灵敏且具有成本效益的检测miRNA的生物传感器是当务之急。

典型的DNA电化学生物传感器由金电极/玻璃碳电极与锚定的单链DNA或RNA探针构成。通过单链DNA或RNA探针配适体与目标检测物的杂交反应，电极与电解质界面的电化学行为发生变化，从而导致电化学信号发生变化。目前，基于miRNA及其互补靶标人们采用不同方式构建不同的电化学生物传感器，如双特异性和核酸酶辅助靶向循环信号放大、二维DNA纳米探针和无酶靶物循环放大、基于葡萄糖/O₂生物燃料电池的纸质自供电系统、自组装pH敏感连续环状DNA纳米开关、基于核酸功能化金属-有机框架的均相电化学方法和核酸外切酶辅助的靶标循环方法等。然而，上述电化学生物传感器具有制备繁琐、DNA序列设计复杂、或信号放大/指示剂开发设计复杂等问题，限制了其应用。

纳米材料，比如导电聚合物、碳纳米材料、金属有机骨架或共价有机骨架材料等，因其比表面积大和导电率高，可作为固定探针分子的支架修饰电极。此外，纳米材料不仅能有效固定生物识别分子，同时加速生物传感器的电子转移。因此，通过可行方法优化电极材料制备miRNA检测灵敏的生物传感器具有重要意义。

MoS₂纳米片(NSs)因其储量丰富和独特的结构性能近些年受到广泛的关注，并在各领域得到广泛的应用。然而，MoS₂电化学活性低、易团聚限制了其实际应用。为了克服上述缺点，人们付诸许多努力，其中最主要的方法之一是将其与一些导电材料集成并用于构建MoS₂基复合物检测不同的靶标，如miRNA、甲胎蛋白或5hmC等。但上述MoS₂基复合物电极修饰材料的电化学活性和生物相容性有限，其所构建的电化学生物传感器的检测灵敏度有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种羟基氧化铁-MoS₂纳米杂化材料，其电化学活性和生物相容性优异，可以作为用于检测miRNA-21的适体传感器的电极修饰材料以提高检测灵敏度。