[发明专利]基于碳三氮五构建新型光致电化学生物传感器

说明书

本发明涉及基于碳三氮五构建新型光致电化学生物传感器，属于传感检测技术领域。本发明首先在干净GCE表面滴加C₃N₅得到初始PEC信号；然后电沉积上金纳米颗粒；再将5'和3'分别修饰MB和SH的SP和TP杂交形成的双链DNA通过Au‑S键组装在以上修饰界面；接着加入MiRNA182‑5p和单链RS，目标物先置换出TP‑SP中的SP，使MiRNA182‑5p与TP杂交；然后RS再置换出MiRNA182‑5p，实现目标物的循环。此基于链置换的循环放大反应具有自引发性、灵敏度和准确度高的优点，实现了对MiRNA182‑5p的灵敏检测。

技术领域

本发明属于传感检测技术领域，具体涉及基于碳三氮五构建新型光致电化学生物传感器。

背景技术

近年来，各种疾病标志物的灵敏检测一直是基础研究与临床诊断中的关注热点。MiRNAs一类约为22个核苷酸的内源性非编码小分子单链RNA，可控制超过50％人类编码基因的活性，在生物发育、细胞细胞分化、凋亡、增殖和免疫等生物过程中发挥着至关重要的调控作用。同时；miRNA在人体组织和血液中的异常表达与癌症的发生、发展和治疗反应密切相关。miRNA可以作为癌症诊断和预测的生物标志物，也可作为新药物的潜在作用靶点，因此，实现对它的检测具有重要意义。

生物传感器是一种对目标生物物质(如蛋白质、细胞、小分子等)敏感并能够将其浓度转换为可检测的信号(如光信号、电信号等)以实现对目标生物物质的物理、化学、生物量快速测定的新型器件。目前，基于电化学、光学(荧光、化学发光、表面等离子体共振、拉曼光谱)和力学等各种传感技术已经发展起来。光致电化学传感作为生物传感器的一种，可采用光作为激发源、电信号作为读出信号；同时，激发源与检测信号之间的能量形式不同，因此具有响应快速、选择性好、灵敏度高、操作简单等特点。为了有效提高光电流响应信号进而提高灵敏度，通常采用各种放大策略，比如能量转移、DNA循环、多信号输出、高光电转换效率光电材料合成、电子供/受体参与等。

石墨氮化碳(g-C₃N₄)作为一种共轭聚合物半导体，其电子结构优良，但光催化效率不高、光吸收不足、电活性较差等因素制约了其性能。通过将g-C₃N₄框架的最小单体(2,5,8-三氨基-s-庚嗪)进行进一步煅烧，得到C₃N₅可扩宽对可见光的吸收，能够有效的提高光电流信号。

因此，需要进一步研究以C₃N₅为基底构建电极表面驱动目标物MiRNA182-5p进行链置换循环放大的新型光致电化学(PEC)生物传感器，以便有效的实现对目标物MiRNA182-5p的检测。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种光电活性材料C₃N₅的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种光电活性材料C₃N₅；本发明的目的之三在于提供一种光电活性材料C₃N₅在光致电化学生物传感器中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种光电活性材料C₃N₅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将经过煅烧后的三聚氰胺黄色粉末分散到去离子水中形成悬浮液，回流除去杂质，离心洗涤后在室温下干燥得到白色产物即为2,5,8-三氨基-s-庚嗪；

(2)将步骤(1)中制备的2,5,8-三氨基-s-庚嗪分散到水合肼中，置于高压釜中密封，取出后在140℃下加热24h到36h，冷却得到淡黄色悬浮液；

(3)用酸调节步骤(2)中所述淡黄色悬浮液的pH为1～2，过滤分别得到滤液和固体残渣；