专利名称：银杂化sba-15电化学发光免疫传感器的制备及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备及应用。具体是采用银杂化介孔SBA-15即[email protected]复合材料，制备一种检测多种肿瘤标志物的无标记型电化学发光免疫传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。
背景技术：
肿瘤标志物是肿瘤组织自身产生的，可以反映肿瘤的存在和生长的 一类生化物质。它们可能不存在于正常成人组织而仅见于胚胎组织，或在肿瘤组织中的含量大大超过在正常组织里的含量，它们的存在或量变可以提示肿瘤的性质，借以了解肿瘤的组织发生、细胞分化、细胞功能，从而帮助肿瘤的诊断、分类、预后判断以及治疗指导等。肿瘤标志物为肿瘤早发现提供了可能，肿瘤标志物的检测更被列入了体检项目。目前检测肿瘤标志物的方法主要有放射免疫分析、酶联免疫分析、化学发光免疫分析及电化学免疫分析等，但是这些检测方法存在以下不足。I、放射免疫分析具有很高的灵敏度和准确度，反应条件要求一般，但是该技术所用试剂具有放射性，对人体有一定的危害。2、酶联免疫分析具有很高的灵敏度，所用仪器简单，但是该方法是一次性的，响应时间长，并且无法重复测量。3、化学发光免疫分析具有灵敏度高、响应时间短的特点，但是发光分子的发光时间较短，并且只能利用一次。4、电化学免疫分析具有操作简便、响应时间短和选择性高等优点，一般来讲其灵敏度相对电化学发光免疫传感器低一些。为了解决上述问题，本发明提供了一种简单、快速、灵敏度高和选择性高的电化学发光免疫分析方法。经对现有专利技术的检索发现，目前在免疫传感器领域，CN200910212772. 0公开了一种电致化学发光传感器的制备方法，使用核壳结构的SiO2包裹发光物质Ru(bpy)32+固载甲胎蛋白的二抗，该传感器的线性范围为0. 05 20ng/mL，检测限为35pg/mL。CN201110199112. 0公开了一种磷化蛋白的电化学免疫传感器，该传感器的线性范围为 0. 02 20ng/mL，检测限为 0. 01ng/mL。CN201010524197. 0公开了一种检测肿瘤标志物的电致化学发光免疫传感器的研
究及应用。以上发明均为夹心型免疫传感器，本发明的无标记免疫传感器与之相比制备过程简单易行。另外，CN201110043433. I公开了一种非标记型电流型免疫传感器及其制备方法及应用，该传感器对癌胚抗原的检测限达到3pg/mL。本发明采用[email protected]复合材料作为传感器构建材料，降低了传感器的检出限，方法用于多种肿瘤标志物的分析，其检测限I. 3 I. 5pg/mL之间。由此可见，本发明将AgOSBA-15复合材料引入传感器的制备中，使方法的灵敏度提高超过了 100%。本发明采用[email protected]复合材料构建的无标记型免疫传感器，是一种低成本、高灵敏、特异性好、快速检测肿瘤标志物的技术，且制备过程简单，有效克服了目前肿瘤标志物检测方法的不足。

发明内容
本发明的目的之一是避免传统检测方法的仪器复杂、响应时间长、选择性和灵敏度低等缺点，提供一种快速且灵敏度高的肿瘤标志物电化学发光免疫传感器的制备方法。本发明的目的之二是将该电化学发光免疫传感器应用于肿瘤标志物的检测。本发明的技术方案如下
I.本发明银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是包括以下步骤
(1)AgiSBA-15纳米复合材料的制备；
(2)Ru (bpy) 32+ 与 AgOSBA-15 复合材料(Ru (bpy) [email protected]_15)的制备；
(3)抗体固载的Ru(bpy)[email protected] 免疫复合物(Ru(bpy)[email protected]/Ab)的制
备;
(4)电化学发光免疫传感器的制备。(I)中所述的[email protected]纳米复合材料的制备,步骤如下取2mL银纳米粒子胶体溶液和4 6mg氨基化的SBA-15，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到[email protected]_15。(2)中所述的Ru (bpy)/+-AgOSBA-15的制备,步骤如下取5 15mg十二烧基磺酸钠超声溶解于3mL超纯水中，将[email protected]加到上述溶液中，震荡24h，离心分离，去除上清液。然后加入2mL I X 10_3mol/L Ru (bpy) 32+溶液，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到Ru(bpy)[email protected]，分散在 500ML 的 PBS 溶液(pH=7. 4)中，避光保存。(3)中所述的 Ru (bpy) [email protected]/Ab 的制备,步骤如下
1)壳聚糖-离子液体的配制将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸中搅拌2h，制得质量分数0. 5%的壳聚糖溶液，然后用该壳聚糖溶液稀释离子液体I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，得到离子液体浓度为5 15 ng/mL的壳聚糖-离子液体；
2)取浓度10Pg/mL 的肿瘤标志物抗体 400 600ML 和 500ML Ru (bpy) [email protected]的PBS溶液混合，在4°C的培养箱中震荡24h，然后，在冷冻离心机中离心分离，得到Ru (bpy) [email protected]/Ab，将其分散在500ML的壳聚糖-离子液体中，保存在4°C的冰箱中。(4)中所述的电化学发光免疫传感器的制备，步骤如下
1)将直径4mm的玻碳电极依次用I.0,0. 3和0. 05Mm的三氧化二铝抛光粉抛光处理，乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，然后将电极置于5mmol/L铁氰化钾溶液中，在一 0. 2 0.6 V扫描，峰电位差小于110 mV ；
2)将3 5MLRu(bpy)32+-AgiSBA-15/Ab滴涂到电极表面，4°C冰箱中保存至干燥；
3)滴涂3MLlOOl^g/mL牛血清白蛋白，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干成膜，即制得肿瘤标志物电化学发光免疫传感器，将其保存在4°C的冰箱中。2.本发明所述的制备的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器，其特征是用于肿瘤标志物的检测,步骤如下(1)本发明将所述肿瘤标志物电化学发光免疫传感器作为工作电极，在其表面滴涂6ML不同浓度的肿瘤标志物抗原，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干，保存在4°C的冰箱中；
(2)将Ag/AgCl参比电极、钼丝对电极和(I)中所述滴涂上肿瘤标志物抗原的工作电极正确连接在化学发光检测仪的暗盒中，将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，光电倍增光的高压设置为800 V，扫描电压设置为0 I. 2 V ;
(3)在pH=7.4 8. 5的磷酸盐缓冲溶液中，含有2. 5 3. 5mmol/L三乙胺，通过电化学发光法检测肿瘤标志物抗原滴加前后电化学发光强度的变化；
(4)根据所得的电化学发光强度值与肿瘤标志物抗原浓度的线性关系，绘制工作曲线。3.本发明所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器，其特征是所述肿瘤标志物选自下列之一甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、乳腺癌易感基因(CA15-3)、卵巢癌 糖类抗原(CA125)、糖蛋白抗原(CA50)、CA 19-9, CA549、CA72-4、鳞状细胞相关抗原(SCC)、NMP22、CA242、前列腺特异性抗原(PSA)、细胞角蛋白、磷化蛋白(p53)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)、神经原特异性烯醇化酶(NSE)、人绒毛膜促性腺激素(HCG)、人胎盘催乳素(HPL)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素(GH)、甲状旁腺激素(PTH)。本发明的有益成果
(I)采用银纳米粒子杂化介孔SBA-15得到[email protected]复合材料，既保留了两种纳米材料的优点，又体现出优异的协同增敏效果，显著提高了电极表面的电子传递效率。(2)利用[email protected]纳米复合材料具有良好的生物相容性，大的比表面积，固载更多的抗体和发光物质；银纳米粒子的引入，促进了 Ru(bpy)32+的发光，显著放大了检测信号的强度。(3)阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠被包覆于[email protected]纳米复合材料表面，因其静电作用在材料表面吸附更多的发光物质Ru (bpy) 32+，使制得的传感器具有更高的灵敏度。(4)利用电极表面的层层自组装技术及壳聚糖-离子液体的成膜作用，将发光物质Ru (bpy) 32+和纳米复合材料牢固地修饰在电极表面，防止检测过程中出现脱落现象。(5)本发明利用抗原、抗体的免疫反应，提高了检测方法的特异性。(6)本发明制备的电化学发光免疫传感器用于多种肿瘤标志物的检测，发光物质用量少，响应时间短，可以实现简单、快速、高灵敏和特异性检测。


图I为肿瘤标志物电化学发光免疫传感器的制备示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例I
(I) AgiSBA-15纳米复合材料的制备,步骤如下
I)银纳米粒子的制备在锥形瓶中加入48mL超纯水,搅拌下加入ImL 50mmol/L AgNO3溶液和ImL 5%柠檬酸钠溶液。然后，在上述溶液中加入少量的硼氢化钠固体，持续搅拌IOmin,溶液变为棕黄色，表明形成银纳米粒子。持续搅拌，直到银纳米粒子胶体溶液的颜色不再变化。离心分离，将上清液避光保存；
2 ) AgiSBA-15纳米复合材料的制备取2mL银纳米粒子胶体溶液和4mg氨基化的SBA-15，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到[email protected]。(2) Ru (bpy)/+-AgOSBA-15 的制备，步骤如下
5mg十二烷基磺酸钠超声溶解于3mL超纯水中，将[email protected]加到上述溶液中，震荡24h，离心分离，去除上清液。然后加入2mL lX10_3mol/L Ru (bpy) 32+溶液，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到Ru(bpy)[email protected]，分散在500ML的PBS溶液(pH=7. 4)中，避光保存。(3) Ru (bpy) [email protected]/Ab 的制备，步骤如下
1)壳聚糖-离子液体的配制将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸中搅拌2h，制得质量分数0. 5%的壳聚糖溶液，然后用该壳聚糖溶液稀释离子液体I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，得到离子液体浓度为5ng/mL的壳聚糖-离子液体；
2)取浓度lOPg/mL的肿瘤标志物抗体400ML和500MLRu (bpy) [email protected]的PBS溶液混合，在4°C的培养箱中震荡24h，然后，在冷冻离心机中离心分离，得到Ru (bpy) [email protected]/Ab，将其分散在500ML的壳聚糖-离子液体中，保存在4°C的冰箱中。(4)电化学发光免疫传感器的制备，结合图I进行制备，步骤如下
1)将直径4mm的玻碳电极依次用I.0,0. 3和0. 05Mm的三氧化二铝抛光粉抛光处理，乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，然后将电极置于5mmol/L铁氰化钾溶液中，在一 0. 2 0.6 V扫描，峰电位差小于110 mV ；
2)将3MLRu(bpy)32+-AgiSBA-15/Ab滴涂在步骤I)处理的玻碳电极表面，4°C冰箱中保存至干燥；
3)滴涂3MLlOOl^g/mL牛血清白蛋白，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干成膜，保存在4°C的冰箱中。实施例2
(I) AgiSBA-15纳米复合材料的制备,步骤如下
1)银纳米粒子的制备在锥形瓶中加入48mL超纯水,搅拌下加入ImL50mmol/L AgNO3溶液和ImL 5%柠檬酸钠溶液。然后，在上述溶液中加入少量的硼氢化钠固体，持续搅拌10min,溶液变为棕黄色，表明形成银纳米粒子。持续搅拌，直到银纳米粒子胶体溶液的颜色不再变化。离心分离，将上清液避光保存；
2)AgiSBA-15纳米复合材料的制备取2mL银纳米粒子胶体溶液和5mg氨基化的SBA-15，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到[email protected]。(2) Ru (bpy)/+-AgOSBA-15 的制备，步骤如下
IOmg十二烷基磺酸钠超声溶解于3mL超纯水中，将[email protected]_15加到上述溶液中，震荡24 h，离心分离，去除上清液。然后加入2mL IXlO-3 mol/L Ru (bpy) 32+溶液，震荡24 h，离心分离，去除上清液，得到Ru(bpy)[email protected]，分散在500ML的PBS溶液(pH=7. 4)中，避光保存。(3) Ru (bpy) [email protected]/Ab 的制备，步骤如下1)壳聚糖-离子液体的配制将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸中搅拌2h，制得质量分数0. 5%的壳聚糖溶液，然后用该壳聚糖溶液稀释离子液体I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，得到离子液体浓度为10ng/mL的壳聚糖-离子液体；
2)取浓度lOPg/mL的肿瘤标志物抗体500ML和500MLRu (bpy) [email protected]的PBS溶液混合，在4°C的培养箱中震荡24h，然后，在冷冻离心机中离心分离，得到Ru (bpy) [email protected]/Ab，将其分散在500ML的壳聚糖-离子液体中，保存在4°C的冰箱中。(4)电化学发光免疫传感器的制备，结合图I进行制备，步骤如下
1)将直径4mm的玻碳电极依次用I.0,0. 3和0. 05Mm的三氧化二铝抛光粉抛光处理，乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，然后将电极置于5mmol/L铁氰化钾溶液中，在一 0. 2 0.6 V扫描，峰电位差小于110 mV ；
2)将4MLRu(bpy)[email protected]/Ab滴涂在步骤I)处理的玻碳电极表面，4°C冰箱中 保存至干燥；
3)滴涂3MLlOOl^g/mL牛血清白蛋白，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干成膜，保存在4°C的冰箱中。实施例3
(I) AgiSBA-15纳米复合材料的制备,步骤如下
I)银纳米粒子的制备在锥形瓶中加入48mL超纯水,搅拌下加入ImL 50mmol/L AgNO3溶液和ImL 5%柠檬酸钠溶液。然后，在上述溶液中加入少量的硼氢化钠固体，持续搅拌10min,溶液变为棕黄色，表明形成银纳米粒子。持续搅拌，直到银纳米粒子胶体溶液的颜色不再变化。离心分离，将上清液避光保存；
2) AgiSBA-15纳米复合材料的制备取2mL银纳米粒子胶体溶液和6mg氨基化的SBA-15，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到[email protected]。(2) Ru (bpy)/+-AgOSBA-15 的制备，步骤如下
15mg十二烷基磺酸钠超声溶解于3mL超纯水中，将[email protected]_15加到上述溶液中，震荡24h，离心分离，去除上清液。然后加入2mL IXlO-3 mol/L Ru (bpy) 32+溶液，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到Ru(bpy)[email protected]，分散在500ML的PBS溶液(pH=7. 4)中，避光保存。(3) Ru (bpy) [email protected]/Ab 的制备，步骤如下
1)壳聚糖-离子液体的配制将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸中搅拌2h，制得质量分数0. 5%的壳聚糖溶液，然后用该壳聚糖溶液稀释离子液体I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，得到离子液体浓度为15 ng/mL的壳聚糖-离子液体；
2)取浓度lOPg/mL的肿瘤标志物抗体600ML和500MLRu (bpy) [email protected]的PBS溶液混合，在4°C的培养箱中震荡24h，然后，在冷冻离心机中离心分离，得到Ru (bpy) [email protected]/Ab，将其分散在500ML的壳聚糖-离子液体中，保存在4°C的冰箱中。(4)电化学发光免疫传感器的制备，结合图I进行制备，步骤如下
1)将直径4mm的玻碳电极依次用I.0,0. 3和0. 05Mm的三氧化二铝抛光粉抛光处理，乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，然后将电极置于5mmol/L铁氰化钾溶液中，在一 0. 2 0. 6V扫描，峰电位差小于110 mV ；
2)将5MLRu(bpy)[email protected]/Ab滴涂在步骤I)处理的玻碳电极表面，4°C冰箱中保存至干燥；
3)滴涂3ML lOOl^g/mL牛血清白蛋白，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干成膜，保存在4°C的冰箱中。实施例4
实施例I 3制备的肿瘤标志物电化学发光免疫传感器，用于肿瘤标志物检测，步骤如
下
(I)本发明将所述肿瘤标志物电化学发光免疫传感器作为工作电极，在其表面滴涂6ML不同浓度的肿瘤标志物抗原，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干，保存在4°C的冰箱中；
(2 )将Ag/AgCl参比电极、钼丝对电极和(I)中所述滴涂上肿瘤标志物抗原的工作电极 正确连接在化学发光检测仪的暗盒中，将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，光电倍增光的高压设置为800V，扫描电压设置为0 I. 2V ;
(3)在？11=7.4 8. 5的磷酸盐缓冲溶液中，含有2. 5 3. 5mmol/L三乙胺，通过电化学发光法检测肿瘤标志物抗原滴加前后电化学发光强度的变化；
(4)根据所得的电化学发光强度值与肿瘤标志物抗原浓度的线性关系，绘制工作曲线。实施例5糖蛋白抗原类，CA 15-3的检测
根据实施例I 3制备一种检测CA15-3的电化学发光免疫传感器,根据实施例4将制得的电化学发光免疫传感器结合化学发光检测仪，对CA15-3抗原进行检测，同时采用相同的材料与方法制备了 CA15-3电化学免疫传感器，并与其结果进行对比，结果见表I。表I CA15-3的电化学发光免疫传感器与电化学免疫传感器检测效果对比
权利要求
1.银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是包括以下步骤 (1)银杂化的SBA-15(AgiSBA-15)纳米复合材料的制备；(2)Ru (bpy) 32+ 与 AgOSBA-15 复合材料(Ru (bpy) [email protected]_15)的制备； (3)抗体固载的Ru(bpy)[email protected] 免疫复合物(Ru(bpy)[email protected]/Ab)的制备; (4)电化学发光免疫传感器的制备。
2.根据权利要求I所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是所述AgiSBA-15纳米复合材料的制备,步骤如下取2mL银纳米粒子胶体溶液和4 6mg氨基化的SBA-15，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到[email protected]。
3.根据权利要求I所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是所述Ru(bpy)[email protected]的制备，步骤如下取5 15mg十二烧基磺酸钠超声溶解于3mL超纯水中，将[email protected]加到上述溶液中，震荡24h，离心分离，去除上清液；然后加入2mL I X l(r3m0l/L Ru (bpy) 32+溶液，震荡24h，离心分离，去除上清液，得到Ru (bpy) [email protected]，再分散于500ML的PBS溶液(pH=7. 4)中，避光保存。
4.根据权利要求I所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是所述Ru (bpy) 32+-AgiSBA-15/Ab的制备,包括以下步骤 (1)壳聚糖-离子液体的配制将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸中搅拌2h，制得质量分数0. 5%的壳聚糖溶液，然后用该壳聚糖溶液稀释离子液体I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，得到离子液体浓度为5 15ng/mL的壳聚糖-离子液体； (2)取浓度lOPg/mL 的肿瘤标志物抗体 400 600ML 和 500ML Ru (bpy) [email protected]的PBS溶液混合，在4°C的培养箱中震荡24h，然后，在冷冻离心机中离心分离，得到Ru (bpy) [email protected]/Ab，将其分散在500ML的壳聚糖-离子液体中，保存在4°C的冰箱中。
5.根据权利要求I所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备，其特征是所述电化学发光免疫传感器的制备，包括以下步骤 (1)将直径4mm的玻碳电极依次用I.0,0. 3和0. 05Mm的三氧化二铝抛光粉抛光处理，乙醇超声清洗，再用超纯水冲洗干净，然后将电极置于5mmol/L铁氰化钾溶液中，在-0. 2 0. 6V扫描，峰电位差小于IlOmV ； (2)将3 5MLRu(bpy)32+-AgiSBA-15/Ab滴涂到电极表面，4°C冰箱中保存至干燥； (3)滴涂3MLlOOl^g/mL牛血清白蛋白，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干成膜，保存在4°C的冰箱中。
6.根据权利要求I 5所述的制备的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器，其特征是用于肿瘤标志物的检测，步骤如下 (1)将所述肿瘤标志物电化学发光免疫传感器作为工作电极，在其表面滴涂6ML不同浓度的肿瘤标志物抗原，4°C冰箱中保存至干燥，超纯水清洗，晾干，保存在4°C的冰箱中； (2)将Ag/AgCl参比电极、钼丝对电极和(I)中所述滴涂上肿瘤标志物抗原的工作电极正确连接在化学发光检测仪的暗盒中，将电化学工作站和化学发光检测仪连接在一起，光电倍增光的高压设置为800V，扫描电压设置为0 I. 2V ; (3)在？11=7.4 8. 5的磷酸盐缓冲溶液中，含有2. 5 3. 5mmol/L三乙胺，通过电化学发光法检测肿瘤标志物抗原滴加前后电化学发光强度的变化；(4)根据所得的电化学发光强度值与肿瘤标志物抗原浓度的线性关系，绘制工作曲线。
7.根据权利要求I 6所述的银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器，其特征是所述肿瘤标志物选自下列之一甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、乳腺癌易感基因(CA15-3)、卵巢癌糖类抗原(CA125)、糖蛋白抗原(CA50)、CA 19-9, CA549、CA72-4、鳞状细胞相关抗原(SCC)、NMP22、CA242、前列腺特异性抗原(PSA)、细胞角蛋白、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)、神经原特异性烯醇化酶(NSE)、人绒毛膜促性腺激素(HCG)、人胎盘催乳素(HPL)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素(GH)、甲状旁腺激素(PTH)。
全文摘要
本发明涉及银杂化SBA-15电化学发光免疫传感器的制备及应用。本发明使用Ru(bpy)32+作为发光物质，介孔纳米材料SBA-15具有大的比表面积和良好的生物相容性，可用作固载Ru(bpy)32+和肿瘤标志物抗体的基底材料，在SBA-15表面包覆上阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠，通过静电作用吸附更多的Ru(bpy)32+，并在SBA-15中杂化银纳米粒子，从而促进Ru(bpy)32+的发光。本发明所制备的肿瘤标志物电化学发光免疫传感器具有成本低、灵敏度高、特异性好、检测快速、制备过程简单的特点，适用于血清中多种肿瘤标志物的快速检测。
文档编号G01N27/36GK102778453SQ20121027984
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者于海琴, 吴丹, 张勇, 曹伟, 朱宝存, 李小建, 李玉阳, 李贺, 杜斌, 罗川南, 马洪敏, 魏琴 申请人:济南大学