[发明专利]一种基于金修饰新型碳化聚合物量子点作为标记物的夹心型ECL传感器的制备及应用

说明书

本发明涉及基于金修饰的新型碳化聚合物量子点作为标记物的K₂S₂O₈体系的夹心型ECL免疫传感器的制备及应用，本发明属于生物传感领域与新型功能材料的新颖性结合。Au修饰的碳化聚合物点（CPDs@ZIF8/Au）与贵金属铂修饰的Fe₃O₄结合作为电致化学发光传感平台，构建夹心型电致化学发光免疫传感器，用于肺癌标志物CYFRA21‑1的超灵敏检测。CPDs@ZIF8材料制备简单、合适的酸碱性和低毒性等使其具有很大的应用潜力。Fe₃O₄/Pt可以促进S₂O₈^2‑分解产生SO₄^•−，产生更强的发光信号；Fe₃O₄/Pt固定在玻碳电极表面时，能显著提高其电子转移速率。Au修饰的CPDs@ZIF8可以增加抗原抗体的结合数量，增强ECL信号，实现对生物分子的灵敏准确检测。

技术领域

本发明涉及一种基于电致化学发光免疫传感器的制备与应用，具体说是一种以CPDs@ZIF8/Au作为标记物的K₂S₂O₈体系的夹心型ECL免疫传感器，本发明属于新型功能材料、生物传感技术领域。

背景技术

肺癌是起源于肺部支气管粘膜或腺体的恶行肿瘤，发病率和死亡率稳居前列，严重威胁人类的生命健康和安全，肺癌死亡率高的主要原因是缺乏典型的病症，大多数被发现时都是晚期癌症，错过了最佳的治疗期， CYFRA21-1是细胞角蛋白19的可溶性片段，作为典型的肿瘤标志物，对非小细胞肺癌尤其是鳞状细胞癌的早期诊断和预后有重要意义。

电致化学发光 (ECL) 是将电化学手段与化学发光技术相结合的一种研究方法，近几年在免疫分析等方面受到的广泛地关注；ECL传感器具有高灵敏性、高选择性、高专一性和检出限低等优点，可快速准确的检测待测物的含量。

碳量子点材料以其制备简单、高的热稳定性、合适的酸碱性和低毒性等使得在多个领域中具有很大的应用潜力；CPDs@ZIF8/Au作为标记物有三个主要的优点：第一，制备简单，材料易得，CPDs只需一步水热法合成，而其与ZIF8的复合也只需要进行简单的搅拌；第二，将其固定在玻碳电极(GCE) 表面时，能显著提高GCE的有效表面积和电子转移速率，通过Au修饰CPDs@ZIF8不仅提高了材料的电导率和加速电子转移，而且还可以增加抗原抗体的结合数量，从而增大发光信号，提高检测的灵敏度和准确性；第三，CPDs@ZIF8/Au做标记物信号稳定，激发电位低。

碳量子点是一类新兴的碳纳米材料，具有非常好的发光性能，由于显示出较低的细胞毒性、较高的稳定性和良好的生物相容性等突出优点，有望在生物传感或成像中得到广泛的应用；目前在电致化学发光传感器中经常应用的量子点有碲化镉量子点、碳量子点、硫化锌量子点、二硫化钼量子点等；本发明中使用低激发电位、高稳定性和良好的生物相容性的新型碳化聚合物量子点，过硫酸钾 (K₂S₂O₈) 作为共反应活性物质，碳量子点在溶液中能产生极强的ECL发射；其机理主要是S₂O₈^2-分解产生SO₄^•−，产生的SO₄^•−与CPDs^•−反应产生更多激发态的CPDs*，激发态的CPDs*跃迁回基态的过程中产生发光信号，构建的传感器采用Fe₃O₄/Pt做基底， Fe²⁺和Fe³⁺的反复转化具有很高的催化活性和电活性，可以促进SO₄^•−的产生，贵金属Pt使材料导电性增强，两者的协同作用使产生的光信号进一步增强。

发明内容