[发明专利]一种CoMOF-IL敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器及其制备方法和检测方法

说明书

本发明研究了一种CoMOF‑IL敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器及其制备方法和检测方法，属于电化学传感领域。本发明选择血清中乳腺癌标志物癌胚抗原作为研究对象，通过结合纳米复合材料，新的印迹方法，新的检测方法，成功构建了新型高灵敏分子印迹电化学传感器。首先通过水热法合成CoMOF‑IL复合材料修饰电极，然后依次修饰上壳聚糖和戊二醛来提供癌胚抗原的附着位点，接着在修饰电极表面直接通过邻苯二胺电聚合形成聚合物膜，最后洗脱模板得到分子印迹电化学传感器。该分子印迹电化学传感器结合分子印迹技术与电化学传感技术，构建了高灵敏、高选择性的癌胚抗原传感器，已成功应用于实际血清样品中目标蛋白的检测。

技术领域

本发明属于电化学传感领域，特别涉及一种CoMOF-IL敏感膜修饰电极的分子印迹电化学传感器的制备方法和检测方法。

背景技术

乳腺癌是一种女性最常见的恶性肿瘤，其发病率位居女性恶性肿瘤的首位，严重危害广大妇女生命健康。血清肿瘤标志物对于乳腺癌的早期诊断、疗效评估以及预后随访具有重要的临床意义，比如癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、糖类抗原125(carbohydrate antigen 125，CA125)和糖类抗原15-3(carbohydrate antigen 15-3，CA15-3)是目前公认的乳腺癌比较灵敏的肿瘤标志物。癌胚抗原(CEA)属于免疫球蛋白家族的180kDa的糖蛋白，主要参与细胞粘附。癌胚抗原通常是胎儿发育期间在胃肠组织中产生，但在健康人体内相当匮乏，乳腺癌发生时，其血清水平会升高。因为这种蛋白质只在癌症和胚胎组织中被检测到，所以它被命名为癌胚抗原，它是乳腺癌最常用的生物标志物之一，临床临界值为5ng·mL^-1。虽然目前已经开发了多种技术用于乳腺癌血清肿瘤标志物的定量测定，包括放射免疫分析 (RIA)、高效液相色谱(HPLC)、电泳免疫分析(EIA)、荧光免疫分析(FIA)以及酶联免疫吸附试验(ELISA)，但这些技术复杂、昂贵、费时且无法提供高灵敏的实时检测。因此，有必要开发一种低成本、轻薄便携、高灵敏度、实用性高的检测手段，实现乳腺癌肿瘤标志物的高效监测。

目前随着健康保障的重点转向疾病预防、早期筛查以及对慢性病监测，医疗诊断逐渐从“集中实验室”转向“即时检测”方向发展。即时检测(point-of-care testing，POCT)指在患者身边进行现场采样检查并分析，避免耗时耗力的持续造访医疗机构，省去标本预处理、样本送检、设备检测、数据处理等步骤，快速得到检验结果，对于疾病的早期发现和动态检测具有重要意义。通过便携式器件和智能设备进行长期健康监测，在传感器技术和大数据分析的驱动下，未来将发展出一种学习型数字化健康保障系统，不仅将改变疾病管理范式，还可能指导临床治疗手段。便携式传感器件已在多个领域中展示出强大的实用性，如血糖检测和怀孕检测等，而癌症筛检逐渐成为目前人们关注的重点应用领域。

集成传感器是由识别元件和便携式传感器件(信号转换器)组成的，识别元件位于传感器件的表面，当识别元件结合了待测物的目标分子时，就会产生一个物理或化学信号，这时传感器件将信号转换成输出信号，从而实现对目标分子的实时检测。由于分子印迹对于目标分子的高选择性、高稳定性且可重复使用等优点，可以弥补生物识别材料的不稳定性和高成本的缺点，故可以作为集成传感器的分子识别元件。分子印迹技术(MolecularlyImprinting Technique，MIT)是制备具有特定分子识别位点的化学材料的方法，单体在交联剂的作用下与给定模板分子之间相互作用，在聚合物基质的合成过程中形成与模板分子在大小、形状和功能基团上具有互补特性的印迹空穴，从而实现印迹聚合物(MIP)对目标分子的特异识别与吸附。分子印迹电化学传感器(Molecular imprinting electrochemicalsensors，MIECSs)是将分子印迹技术电化学传感技术相结合，以分子印迹聚合物(Molecular imprinting polymer， MIP)作为特定分子识别元件来提高电化学传感器的选择识别性能。目前，MIECSs具有灵敏度高、选择性好、分析速度快以及易于微型化等优点被广泛研究并用于血清中多种目标物的检测。