[发明专利]一种电化学生物传感器及其应用

说明书

本发明提供一种电化学生物传感器，是基于电诱导电活性染料和蛋白质的空间位阻的新型电化学均相生物传感平台，用于同时检测血清中的四种参数指标以及分型检测。本发明采用多孔UiO‑66‑NH₂作为纳米容器负载电活性碱性染料‑中性红(NR)、甲苯胺蓝(TB)、3,3',5,5'‑四甲基联苯胺(TMB)和孔雀石绿(MG)(NR@UiO‑66、TB@UiO‑66、TMB@UiO‑66、MG@UiO‑66)，染料与UiO‑66纳米材料之间的表面作用力为∏‑∏力。该生物传感器的应用，灵敏度高达pg/mL，响应时间为60分钟。并且，本发明利用免固定化电化学生物传感方法在实际样品中检测也具有良好的传感性能。与其他传感策略相比，该电化学平台只需要一个抗体探针，反应只需一步，时间更短，操作步骤简单。它为乳腺癌分型分析提供了一种快速、灵敏的方法。

技术领域

本发明涉及一种电化学生物传感器及其应用，具体涉及基于电诱导电活性染料以及蛋白的空间位阻效应构建均相电化学生物传感器，及其应用于血清中识别雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）、人表皮生长因子受体-2（HER-2）和细胞增殖生物标志物（Ki-67)四种生物标志物以及应用于血清中乳腺癌分型检测的方法。

背景技术

现有技术中，基于基因芯片、免疫组化、基因组学等检测手段识别雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）、人表皮生长因子受体-2（HER-2）和细胞增殖生物标志物（Ki-67)四种生物标志物的方法都存在明显的不足。要么只能对一些关键分子进行定性和半定量研究。关键分子与临床信息之间的相互关系无法实时显示，难以准确揭示肿瘤进展过程，难以在宏观形态上综合评价肿瘤侵袭行为。更重要的是，这些技术需要从体内提取和处理肿瘤细胞或组织标本，失去了原发肿瘤的三维信息，侵入性检测方法可能导致肿瘤转移。

尽管本领域研究人员专注于在同一系统上检测单个或多个生物标志物，但目前还没有同时检测四种生物标志物以在血清中通过检测HER2、ER、PR和Ki67来分析乳腺癌分子类型的电化学平台。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电化学生物传感器及其应以获得高灵敏度检测结果，特别是同时检测血清中的雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）、人表皮生长因子受体-2（HER-2）和细胞增殖生物标志物（Ki-67)四种生物标志物并进行乳腺癌分子分型诊断。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电化学生物传感器，其特征在于，采用多孔UiO-66-NH₂作为纳米容器负载电活性碱性染料-NR、TB、TMB和MG，具体为NR@UiO-66 、TB@UiO-66、TMB@UiO-66、MG@UiO-66)。进一步，其制备方法包括：

（1）UiO-66-NH₂的制备：将215 mg氨基对苯二甲酸和75 mg氯化锆溶解在20 mLDMF和1.5 mL乙酸的混合溶液中，超声15分钟；将混合溶液转移到反应器中，在120℃的高温下水热反应8小时；反应结束后，自然冷却至室温的UiO-66-NH2产物干燥，10000rpm离心10min。然后用无水乙醇洗涤产物并真空干燥；

（2）吸附电活性染料：取5mgUiO-66-NH₂纳米颗粒分别与25 mL染料-NR、TB、TMB和MG混合物的溶液将20 mg/L的浓度（每种染料10 mg/L）混合，得到NR@UiO-66 、TB@UiO-66、TMB@UiO-66、MG@UiO-66；在25℃下吸附三小时后，吸附剂被分离，UV-Vis进行光谱分析以确定染料浓度；