[发明专利]一种基于FeMoOv纳米酶双极电极的电化学发光传感器及检测H2

说明书

本工作首次提出了一种独特的FeMoOv纳米酶双极电极(NM‑BPE)电化学发光(ECL)生物传感成像平台，实现了目标过氧化氢(Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;)和前列腺特异性抗原(PSA)的敏感检测。采用阳极孔配有ECL发光试剂联吡啶钌(Ru(bpy)subgt;3/subgt;supgt;2+/supgt;)，阴极孔配有具有优异过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)样活性的铁掺杂氧化钼/金纳米颗粒(FeMoOv/AuNPs)纳米酶。由于FeMoOv/AuNPs具有高效的酶催化作用，能极大地促进Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;的分解，因此NM‑BPE体系中的电子转移速率将大大加快，从而增强Ru(bpy)subgt;3/subgt;supgt;2+/supgt;的ECL信号。基于此原理，本工作不仅实现了Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;的敏感检测，还巧妙地设计了一种以FeMoOv/AuNPs为识别探针的夹心免疫传感器，介导阳极上的ECL反应，实现了PSA的高灵敏检测。此外，还开发了一种独特的手机ECL成像系统，用于测定不同浓度的PSA，为生物检测开辟了一种新的便携式成像传感设备。这项工作首次将纳米酶与双极电极结合进行ECL分析和成像，不仅拓宽了纳米酶的应用领域，而且开创了双极电极与ECL成像联合应用于生物分析的ECL研究新技术，在蛋白质、核酸和癌细胞等多重检测方面具有广阔的应用前景。

本发明涉及一种基于FeMoOv纳米酶双极电极的电化学发光生物成像传感器；以及所述传感器的制备方法及其检测H₂O₂及PSA的分析应用。

背景技术：

酶因其无可比拟的催化活性和较高的底物特异性、选择性和产率而引起了生物合成和传感领域的广泛关注，但其变性降解条件恶劣，回收难度大，制备和纯化成本高，限制了其广泛应用[Cai,Q.Q.；Yin,T.Y.et,al.Anal.Chem.2022,94,5814-5822]。电化学发光(electrochemluminescence,ECL)是化学发光和电化学方法相结合的一种分析技术，具有灵敏度高、可控性好、背景低和原位分析等独特优点[Cai,Q.Q.；Wu,D.et,al.Anal.Chem.2021,191,113455]。双极电极(BPE)的引入使ECL方法进入无线便携领域，双极电极(BPE)是一种浸在电解液中的独立导体，不与外部电子电路直接连接，与传统的三电极系统相比，BPE具有电极结构简单、传感设计灵活、无线驱动等独特优势[Cao,J.T.；Wang,Y.L.et,al.Anal.Chem.2018,90,10334-10339]。前列腺癌是第二常见的癌症，由前列腺上皮细胞分泌，是前列腺癌特异性的生物标志物，当其在人血清中的浓度达到阈值4.0ng/mL时，需要进行活检，因此开发一种适合、可靠、高选择性、超灵敏、准确的人血清PSA检测方法非常重要[Xu,C.；Li,J.et,al.Anal.Chem.2021,93,11641-11647]。

本文利用FeMoOv纳米酶加速双氧水分解，结合双极电极构建了一种电化学发光成像生物传感器，实现了对H₂O₂和PSA的双目标灵敏检测。

发明内容：

本发明的目的之一是首次将FeMoOv纳米酶用于电化学发光生物传感器。

具体包括以下步骤：

FeMoOv纳米酶的合成：将0.6g单宁酸、0.43g钼酸钠和0.79g氯化铁溶解在35mL蒸馏水中，搅拌30分钟后，将混合溶液转移到50mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在160℃下反应10小时，最后收集产品，用蒸馏水洗涤3次。

本发明的目的之二是将双极电极和电致化学发光结合构建成像生物传感器用于检测H₂O₂和PSA。

具体包括下步骤：