[发明专利]一种检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器及其制备方法和应用，属于生物传感器领域。上述制备方法包括：步骤1：合成金纳米棒，并利用DNA对金纳米棒功能化；步骤2：在电极表面电沉积PEG/PEDOT纳米复合材料，再其上固定链霉亲和素以及生物素标记的多肽；步骤3：将DNA功能化的金纳米棒通过Au‑S键固定到电极上，并用亚甲基蓝分子吸附在DNA上形成信号放大器，得到生物传感器。该生物传感器最低检测限为0.035pg/mL，线性范围为0.10pg/mL至10.0ng/mL，并且由于防污多肽的存在，能够检测真实人血清中的前列腺特异性抗原，表明所构建的生物传感器具有很大的实际应用潜力。

技术领域

本发明涉及生物传感器领域，特别是涉及一种检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

前列腺癌是世界范围内的主要健康问题，在所有常见癌症类型中排名第四。到目前为止，还没有治疗这种疾病的特效药。因此，早期准确地检测体液中的肿瘤生物标志物，为前列腺癌的治疗带来很大的希望。前列腺特异性抗原(PSA)是人血清中的一种糖蛋白，并且已被证明其为筛查前列腺癌、预测治疗后复发及随访预后最有效、最特异的血清标志物。许多传统的基于免疫分析法的PSA检测方法已经建立起来，如电致化学发光、荧光、表面等离子体共振和电化学。这些方法主要涉及PSA抗体的固定以及抗原和抗体之间的特异性识别。因此，免疫检测常存在抗体变性、检测过程复杂、耗时等问题。

最近，丹米德等人报道，短肽(HSSKLQ)可被PSA特异性切割，由于其稳定性好、低成本、易于分子水平组装等优点，被选为传统抗体的优越替代品。肽基电化学方法因其高灵敏度和方便性而受到人们的广泛关注。例如，袁若等研发组开发了几种利用银和Au@SiO₂检测PSA的电化学生物传感器增强或通过二茂铁(Fc)和β-环糊精之间的主客体相互作用。罗喜良等研发组基于GO-Fe₃O₄-Thi探针和内参比二茂铁(Fc)功能化的两种防污肽构建了双模防污电化学传感平台，用于PSA检测。由于响应电流信号小，生物传感器的灵敏度难以令人满意。因此，为了获得高灵敏度的电化学肽传感器，在肽传感器中引入信号放大技术是一项迫切的任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，该生物传感器的最低检测限为0.035pg/mL，线性范围为0.10pg/mL至10.0ng/mL，并且由于防污肽的存在，它能够检测真实人血清中的前列腺特异性抗原，这表明所构建的生物传感器具有很大的实际应用潜力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：合成金纳米棒，并利用DNA对所述金纳米棒功能化，得到DNA功能化的金纳米棒；

步骤2：在电极表面电沉积PEG/PEDOT纳米复合材料，然后再其上固定链霉亲和素以及生物素标记的多肽；

步骤3：将步骤1中DNA功能化的金纳米棒附着在步骤2制备的电极上，并用亚甲基蓝分子吸附在DNA上形成信号放大器，即得到检测人血清中的前列腺特异性抗原的生物传感器。

优选的是，步骤1中，所述多肽2包括前列腺特异性抗原特异性识别结构域HSSKLQK(SEQ ID NO:1)和防污结构域PPPPEKEKEKE(SEQ ID NO:2)。

优选的是，步骤1中，所述多肽的末端用巯基基团官能化。

优选的是，步骤1中，利用种子介导法制备金纳米棒，再用DNA与所述金纳米棒溶液在4℃孵育12h，得到DNA功能化的金纳米棒。