[发明专利]一种基于BiVO4

说明书

本发明公开了一种基于BiVO₄/Ag₂S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磁珠作为载体制备银簇，在外切酶三的协助下释放目标响应的银簇，经氧化释放银离子。银离子与浸泡过硫离子的BiVO₄反应形成BiVO₄/Ag₂S异质结，实现增敏的光电信号，应用于抑癌基因P53的检测。该光电传感器可以拓展到其他生物分子的检测，为疾病的早期诊断和临床研究提供了一种新渠道。

技术领域：

本发明涉及一种基于BiVO₄/Ag₂S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制基因P53的分析应用。

背景技术：

光电化学(PEC)生物传感技术因其低背景信号、低成本、仪器简单、易于小型化等优点而受到人们的广泛关注[Tang,Y.F.；Chai,Y.；Liu,X.Q.；Li,L.L.；Yang,L.W.；Liu,P.P.；Zhou,Y. M.；Ju,H.X.；Cheng,Y.Z.Biosensors and Bioelectronics 2018,117,224-231.]。钒酸铋(BiVO₄)具有带隙窄、无毒、高稳定性和可见光吸收性能等优点，是一种很有前途的光敏材料[Baral,B.； Reddy,K.H.；Parida,K.M.Journal of Colloid andInterface Science 2019,554,278-295.]。然而，单纯的BiVO₄由于光生载流子的快速重组，限制了其光电转换效率[Grigioni,I.；Stamplecoskie, K.G.；Selli,E.；Kamat,P.V.J.Phys.Chem.C 2015,119,20792-20800.]。为了促进光生载流子的有效分离，采用两种能级匹配的半导体形成异质结，提高电荷转移速率，改善光电化学性能[Zang,Y.；Lei,J.P.；Hao,Q.；Ju,H.X.；Biosensors and Bioelectronics 2016,77,557-564.]。肿瘤抑制基因p53是迄今为止发现的与人类癌症高度相关的基因,它在调节细胞周期、凋亡、细胞分化、DNA修复等生物学功能中起着至关重要的作用[Han,D.；Wei,C.Y.；RSC Adv.2018, 8,25611-25616.]。

本文利用BiVO₄作为基底材料，采用离子层吸附反应构建BiVO₄/Ag₂S异质结，制备了一种简便、实用的光电化学生物传感器，实现了对肿瘤抑癌基因P53的灵敏检测。

发明内容：

本发明的目的之一是利用磁珠(MB)和富含胞嘧啶的DNA链(CP)合成银簇。

具体包括以下步骤：

步骤1.组装CP-MB：10μL 5mg/mL的磁珠(MB)用等体积的乙磺酸(MES)缓冲溶液纯化后，加入50μL 0.5M的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS)活化羧基1小时，然后加入30μL 4μM的带氨基的CP DNA链反应过夜，利用磁性分离除去未反应的DNA链，重新分散到等体积的二次水中得到CP-MB，保存在4℃下备用。

步骤2.制备银簇：将30μL 4μM的富含胞嘧啶的CR DNA链加入到制备好的CP-MB 中孵育2h，经过磁性分离得到CR-CP-MB。然后将30μL 20mM硝酸银(AgNO₃)加入到上述溶液中剧烈搅拌1分钟，放在4℃下孵育1小时。再将新鲜制备的30μL 20mM还原剂硼氢化钠(NaBH₄)加入到上述溶液中，剧烈搅拌1分钟，在4℃下避光反应过夜制备银簇。最后利用磁性分离除去多余的未反应的核酸序列和反应试剂，重新分散到等体积二次水中备用。