一種基于卟啉納米棒-CdTe量子點陣列檢測癌細胞的光致電化學方法技術

本發明專利技術中公開了一種基于卟啉納米棒?CdTe量子點陣列檢測癌細胞的光電化學免疫傳感器，所使用的卟啉納米棒作為一種有機半導體材料，合成起來非常的方便，并且它作為一種有機半導體材料，有非常好的晶型結構，因此非常有利于電荷的傳輸，ZnP(Py)4與CdTeQDs的能級夾帶的良好匹配使得光電信號進一步的增強因此所構建的ZnP(Py)4?CdTeQDs陣列的光電信號高于單純的ZnP(Py)4或CdTeQDs。在實驗中通過在ZnP(Py)4?CdTeQDs陣列上特異性結合來檢測癌細胞，并且在測試溶液中加入抗壞血酸作為空穴消耗劑，在光的激發下進一步增加光電流的強度。

A Photoelectrochemical Method for Detecting Cancer Cells Based on Porphyrin Nanorod-CdTe Quantum Dot Array

The present invention discloses a photoelectrochemical immunosensor based on porphyrin nanorod CdTe quantum dot array for detecting cancer cells. The porphyrin nanorod used as an organic semiconductor material is very convenient to synthesize. As an organic semiconductor material, the porphyrin nanorod has a very good crystal structure, so it is very conducive to charge transfer, and the energy of ZnP(Py)4 and CdTeQDs. The good matching of stage I entrainment makes the photoelectric signal further enhanced, so the photoelectric signal of the constructed ZnP (Py) 4 CdTeQDs array is higher than that of the pure ZnP (Py) 4 or CdTeQDs. In the experiment, cancer cells were detected by specific binding on ZnP (Py) 4 CdTeQDs arrays, and ascorbic acid was added to the test solution as a hole consuming agent to further increase the intensity of photocurrent under the excitation of light.

【技術實現步驟摘要】
一種基于卟啉納米棒-CdTe量子點陣列檢測癌細胞的光致電化學方法
本專利技術涉及腫瘤標志物的定量檢測領域，更具體的說是基于卟啉納米棒（zincmeso-tetra(4-pyridyl)porphyrin）-CdTe量子點（ZnP(Py)4-CdTeQDs）陣列檢測癌細胞的光致電化學（PEC）免疫傳感器的構建。
技術介紹
腫瘤標志物是腫瘤細胞通過基因表達而合成、分泌，或是機體因對腫瘤產生反應而異常產生的一類物質，在腫瘤早期診斷中有重要作用。及時檢測腫瘤標志物的含量對于臨床腫瘤篩查和早期診斷有重要意義，因此需要構建高靈敏度的免疫傳感器用于檢測腫瘤標志物?，F如今，電化學法、化學發光法、電化學發光法和光致電化學（PEC）法等方法已用于腫瘤標志物的檢測。其中PEC法由于激發光源和檢測信號完全分離，在檢測過程中背景信號被極大的削弱，使得傳感器具有背景信號低、響應速度快、靈敏度高等優勢。目前，已經構建的用于檢測腫瘤標志物的PEC免疫傳感器中，大部分的工作都是通過將工作區域進行空間分離，從而區分不同腫瘤標志物產生的信號，導致制作步驟繁瑣、操作復雜、檢測過程耗時等問題。鑒于這些情況，迫切需要設計一種操作簡單、靈敏度高的PEC免疫傳感器。眾所周知，PEC免疫傳感器的靈敏度與光敏材料的光電轉換效率密切相關。ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列作為本專利技術的光敏材料，具有大比表面積，良好化學穩定性和優良光電效應等優勢。卟啉納米棒作為一種有機半導體材料，因為其非常好的晶型結構，很有利于電荷的傳輸，因為ZnP(Py)4-CdTeQDs能級價帶的良好匹配，可以有效的促進光生載流子的轉移和分離，進而抑制電子-空穴對的復合，使得ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列的光電轉換能力高于ZnP(Py)4或者CdTeQDs，提高傳感器的靈敏度。
技術實現思路
在本專利技術中，我們構建了基于卟啉納米棒-CdTe量子點陣列檢測癌細胞的PEC免疫傳感器，所使用的卟啉納米棒作為一種有機半導體材料，合成起來非常的方便，并且它作為一種有機半導體材料，有非常好的晶型結構，因此非常有利于電荷的傳輸，ZnP(Py)4與CdTeQDs的能級夾帶的良好匹配使得光電信號進一步的增強因此所構建的ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列的光電信號高于單純的ZnP(Py)4或CdTeQDs。在實驗中通過在ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列上特異性結合來檢測癌細胞，并且在測試溶液中加入抗壞血酸作為空穴消耗劑，在光的激發下進一步增加光電流的強度。在實驗中改變癌細胞的濃度，在光的激發下會得到一系列的光電流信號。可以實現高靈敏度和特異性檢測癌細胞。本專利技術通過以下實驗方案實現：（1）在導電玻璃上旋涂制備好的卟啉納米棒：在室溫下，取0.4mL25mmolZnP(Py)4于燒杯中，依次加入4.0mL濃度為0.2mmol的十六烷基三甲基溴化銨溶液、0.5mL的乙腈，攪拌30min，將上述溶液在8000rpm下離心處理2min，使最后的體積為2.0mL，將所得的溶液通過1000rpm下60s，重復6次旋涂在處理好的ITO上；（2）制備CdTe量子點：分別取0.6mmol的CdCl2和1.02mmol的巰基丙酸于120mL的三頸燒瓶中并攪拌，隨后取1.0molNaOH溶液加入到上述混合液中，調節溶液pH至11.8，隨后用高純N2對溶液脫氧30min后，依次加入120mgNaBH4和0.06mmolNa2TeO3，將混合溶液加熱到100oC并在氮氣保護下回流6h；（3）制備ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列：將旋涂了ZnP(Py)4納米棒的ITO浸入上述制備好的CdTeQDs的溶液中48h，用超純水反復清洗以去除殘留的CdTeQDs，得到ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列；（4）構建PEC免疫傳感器：取30μL濃度為10mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽溶液加入到30μL濃度為20mg/mL的N-羥基丁二酰亞胺溶液中混合，取上述混合溶液滴加在有ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列的電極表面，室溫孵育30min，用超純水清洗3次，取20μL含0.5mg/mL適配體溶液滴加到電極表面，在4oC下孵育16h，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3次，繼續滴涂10mL3%的牛血清白蛋白封堵非特異性結合位點，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液清洗3次，隨后取20μL不同濃度的癌細胞滴加至電極表面，在37oC條件下孵育30min，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3次；（5）PEC免疫傳感器的光致電化學免疫檢測：以上述備用的修飾電極作為工作電極，對電極是鉑絲電極，參比電極是Ag/AgCl電極，偏壓數值為0V，氙燈作為光源刺激，電解池為pH7.4的磷酸鹽體系，測定電流I-T曲線來進行光電性能的檢測。本專利技術的有益效果：（1）本專利技術成本低廉、實驗操作簡單，反應條件容易控制。（2）所組裝的ZnP(Py)4納米棒結構作為一種有機半導體材料，制備過程簡單，并且有比較完美的晶型結構，非常有利于電荷的傳輸。（3）所制備的ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列中，因為ZnP(Py)4與CdTeQDs的能級價帶的匹配可以顯著促進光生載流子分離和空穴傳輸，抑制電子-空穴對的復合，進一步提高傳感器的靈敏度。具體實施方式為了進一步理解本專利技術，按照本專利技術技術方案結合實施例進行實施，給出具體的實施方式：（1）在導電玻璃上旋涂制備好的卟啉納米棒：在室溫下，取0.4mL25mmolZnP(Py)4于燒杯中，依次加入4.0mL濃度為0.2mmol的十六烷基三甲基溴化銨溶液、0.5mL的乙腈，攪拌30min，將上述溶液在8000rpm下離心處理2min，使最后的體積為2.0mL，將所得的溶液通過1000rpm下60s，重復6次旋涂在處理好的ITO上；（2）制備CdTe量子點：分別取0.6mmol的CdCl2和1.02mmol的巰基丙酸于120mL的三頸燒瓶中并攪拌，隨后取1.0molNaOH溶液加入到上述混合液中，調節溶液pH至11.8，隨后用高純N2對溶液脫氧30min后，依次加入120mgNaBH4和0.06mmolNa2TeO3，將混合溶液加熱到100oC并在氮氣保護下回流6h；（3）制備ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列：將旋涂了ZnP(Py)4納米棒的ITO浸入上述制備好的CdTeQDs的溶液中48h，用超純水反復清洗以去除殘留的CdTeQDs，得到ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列；（4）構建PEC免疫傳感器：取30μL濃度為10mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽溶液加入到30μL濃度為20mg/mL的N-羥基丁二酰亞胺溶液中混合，取上述混合溶液滴加在有ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列的電極表面，室溫孵育30min，用超純水清洗3次，取20μL含0.5mg/mL適配體溶液滴加到電極表面，在4oC下孵育16h，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3次，繼續滴涂10mL3%的牛血清白蛋白封堵非特異性結合位點，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液清洗3次，隨后取20μL不同濃度的癌細胞滴加至電極表面，在37oC條件下孵育30min，用pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3次；（5）PEC免疫傳感器的光致電化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.基于卟啉納米棒（zinc?meso?tetra(4?pyridyl)porphyrin）CdTe量子點（ZnP(Py)4?CdTeQDs）陣列檢測癌細胞的光致電化學（PEC）免疫傳感器的制備方法，其特征包括以下步驟：（1）在導電玻璃（ITO）上旋涂制備好的卟啉納米棒；（2）制備CdTe量子點；（3）在導電玻璃上旋涂ZnP(Py)4?CdTeQDs陣列；（4）構建PEC免疫傳感器；（5）PEC免疫傳感器的光致電化學免疫檢測。

【技術特征摘要】
1.基于卟啉納米棒（zincmeso-tetra(4-pyridyl)porphyrin）CdTe量子點（ZnP(Py)4-CdTeQDs）陣列檢測癌細胞的光致電化學（PEC）免疫傳感器的制備方法，其特征包括以下步驟：（1）在導電玻璃（ITO）上旋涂制備好的卟啉納米棒；（2）制備CdTe量子點；（3）在導電玻璃上旋涂ZnP(Py)4-CdTeQDs陣列；（4）構建PEC免疫傳感器；（5）PEC免疫傳感器的光致電化學免疫檢測。2.根據權利要求1所述的基于卟啉納米棒（zincmeso-tetra(4-pyridyl)porphyrin）CdTe量子點（ZnP(Py)4-CdTeQDs）陣列檢測癌細胞的光致電化學（PEC）免疫傳感器的制備方法，步驟（1）中所述的在導電玻璃上旋涂制備好的卟啉納米棒，其特征如下：在室溫下，取0.4mL25mmolZnP(Py)4于燒杯中，依次加入4.0mL濃度為0.2mmol的十六烷基三甲基溴化銨溶液、0.5mL的乙腈，攪拌30min，將上述溶液在8000rpm下離心處理2min，使最后的體積為2.0mL，將所得的溶液通過1000rpm下60s，重復6次旋涂在處理好的ITO上。3.根據權利要求1所述的基于卟啉納米棒（zincmeso-tetra(4-pyridyl)porphyrin）CdTe量子點（ZnP(Py)4-CdTeQDs）陣列檢測癌細胞的光致電化學（PEC）免疫傳感器的制備方法，步驟（2）中所述的制備CdTe量子點，其特征如下：分別取0.6mmol的CdCl2和1.02mmol的巰基丙酸于120mL的三頸燒瓶中并攪拌，隨后取1.0molNaOH溶液加入到上述混合液中，調節溶液pH至11.8，隨后用高純N2對溶液脫氧30min后，依次加入120mgNaBH4和0.06mmolNa2TeO3，將混合溶液加熱到100oC并在氮氣保護下回流6h。4.根據權利要求1所述的基于卟啉納米棒（zincmeso...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顏梅，苗培，張叢叢，于京華，張晶，秦誠坤，趙悅英，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：山東,37