[发明专利]一种利用Bi2

说明书

本发明公开了一种基于Bi₂Sn₂O₇/Bi₂S₃异质结增敏的光电化学生物传感器及其应用；本发明的技术方案是利用目标响应的DNA水凝胶包覆硫离子，结合外切酶辅助的循环放大反应释放大量产物链，用于打开DNA水凝胶定量释放硫离子，与基底材料Bi₂Sn₂O₇发生阴离子交换反应形成Bi₂Sn₂O₇/Bi₂S₃异质结，构建光电化学生物传感器，实现目标肿瘤抑癌基因P53的分析检测。该研究在生化分析以及临床检测领域具有很大的应用潜力。

技术领域：

本发明涉及一种Bi₂Sn₂O₇/Bi₂S₃异质结增敏的光电化学生物传感器；以及所述光电化学生物传感器的制备方法及其检测肿瘤抑癌基因P53的分析应用。

背景技术：

光电化学(PEC)生物传感器是在光电化学基础上发展起来的一种新型检测技术，已广泛应用于各种生物标志物的灵敏检测。生物传感器的性能取决于半导体光敏材料的使用。单一半导体光生载流子复合速度快，对可见光的吸收效率低，限制了其实际应用，因此构建异质结来提高传感器的性能[Kang,Z.；Yan,X.；Wang,Y.；Zhao,Y.；Bai,Z.；Liu,Y.；Zhao,K.；Cao,S.； Zhang,Y.Nano.Res.2015,9,344-352.]。水凝胶由于具有理想的多孔结构、膨胀性能、机械强度等优点，作为生物传感器制备的潜在传感材料受到了广泛的关注[Huang,Y.S.；Ma,Y.L.； Chen,Y.H.；Wu,X.M.；Fang,L.T.；Zhu,Z.；Yang,C.J.Anal.Chem.2014,86,11434-11439.]。近年来，核酸分析在肿瘤诊断、食品卫生等相关领域发挥着越来越重要的作用。尤其是P53，由于其在大多数人类癌症中的功能障碍而成为最重要的肿瘤抑制基因之一[Rasquinha,J.A.； Bej,A.；Dutta,S.；Mukherjee,S.Biochemistry,2017,56,4962-4971.]，因此选择P53作为检测目标具有重要的意义。

本文采用DNA水凝胶包覆硫离子，通过外切酶三协助目标循环放大得到大量产物链，用于打开水凝胶释放硫离子，进而与基底材料锡酸铋发生阴离子交换反应得到Bi₂Sn₂O₇/Bi₂S₃异质结增强光电信号，制备了一种灵敏、简便、实用的光电化学生物传感器，用于检测肿瘤抑癌基因P53。

发明内容：

本发明的目的之一是将DNA水凝胶首次用于光电化学生物传感器。

凝胶的制备具体包括以下步骤：

DNA水凝胶的制备。将2μL 100μM的丙烯酰胺基修饰的DNA链A和DNA链B加入到94μL的储备液中。该储备液包含10mM Tris，1mM EDTA，140mMNaCl，5mM KCl， 1mM CaCl₂，1mM的MgCl₂，和质量比3％的丙烯酰胺。用N₂将该溶液除氧15min，然后加入1.5μL新鲜制备的引发剂过硫酸铵和3μL加速剂TEMED反应5min，生成聚丙烯酰胺链P-A和P-B。然后加入2μL 100μM的连接DNA和终浓度为50mM的硫化钠形成DNA水凝胶。

本发明的目的之二是利用载体二氧化硅微球和外切酶三协助目标循环放大得到大量的产物链作为替代目标。

具体包括下步骤：