本發(fā)明涉及一種電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器及其檢測方法,尤其是涉及一種電位分辨同時檢測兩種腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備方法及其應(yīng)用方法,屬于免疫傳感檢測分析技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器是電化學(xué)發(fā)光和免疫傳感器相結(jié)合的產(chǎn)物,由于其靈敏度高、特異性好、操作簡便等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景,并被廣泛應(yīng)用于臨床分析、藥物分析和環(huán)境檢測領(lǐng)域。
惡性腫瘤也就是我們所說的癌癥,是一類嚴(yán)重威脅人類健康和生命的疾病。腫瘤專家指出,腫瘤的早發(fā)現(xiàn)和早診斷是提高腫瘤患者生存率和治愈率的關(guān)鍵。大量資料證實,不同腫瘤既可能具有不同的腫瘤標(biāo)志物,也可能具有相同的腫瘤標(biāo)志物,如:癌胚抗原最早發(fā)現(xiàn)于結(jié)腸癌病人的血清和癌變組織中,隨后,在胰腺癌、肝癌病人的血清和癌變組織中也檢出癌胚抗原。而同一種腫瘤由于組織類型不同,也有可能有一種或幾種腫瘤標(biāo)志物。在腫瘤標(biāo)志物的檢測過程中,特異性越強,診斷人們患有某種癌癥的準(zhǔn)確度就越高;靈敏度越高,某種癌癥的檢出率就高,漏診的可能性就越小。
良好的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)具有高特異性、高靈敏度和易于檢測等特點。然而,大量的臨床研究表明,探求一種具有100%的特異性和敏感性且其水平與腫瘤大小、分期及預(yù)后相關(guān)的理想的腫瘤標(biāo)志物非常困難。在臨床診斷中,常常選擇兩個或更多特異性較高、可以互補的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合檢測來提高腫瘤檢出的準(zhǔn)確度和靈敏度。與單種腫瘤標(biāo)志物檢測相比,聯(lián)合檢測還具有縮短分析時間、降低檢測成本、提高分析效率等優(yōu)點。目前,同時檢測兩種腫瘤標(biāo)志物的免疫傳感器大多采用多通道陣列模式,或者運用兩種不同的檢測方法,其操作過程繁瑣,檢測方法復(fù)雜,嚴(yán)重影響了檢測的時效性。因此,開發(fā)靈敏、準(zhǔn)確、快速、簡便的同時檢測兩種腫瘤標(biāo)志物的傳感器是迫切需求。
目前,檢測子宮頸癌的腫瘤標(biāo)志物鱗狀細(xì)胞癌抗原(SCCA)和糖類抗原125(CA125)的免疫分析方法主要有:熒光免疫分析法(FIA)、電化學(xué)免疫分析法(ECIA)、和電化學(xué)發(fā)光免疫分析法(ECLIA)等,這些方法都有一定的靈敏度和準(zhǔn)確度,但也各有一定的不足之處:有的儀器昂貴、操作復(fù)雜、技術(shù)要求高,有的步驟繁多、易出現(xiàn)假陽性和假陰性,更重要的是,這些方法大多難以實現(xiàn)靈敏、準(zhǔn)確、快速、簡便的兩種腫瘤標(biāo)志物的同時檢測。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單,特異性強,靈敏度和準(zhǔn)確率高的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備方法及其應(yīng)用。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備方法,包括以下步驟:
(1)第一信號單元(anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH)的制備方法
a. 取30~50 mL 2.0~3.0 mg/mL的氧化石墨烯(GO)于三頸燒瓶中,加入5~10 mL溴化氫(HBr),常溫下攪拌12~15 h,然后加入1.0~2.0 g乙二酸,常溫下攪拌4 h,于8000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,定容至30~50 mL,得到羧基化的氧化石墨烯(GO-COOH)溶液;
b. 取200 μL上述羧基化的氧化石墨烯溶液于1.5 mL玻璃瓶中,超聲10 min,然后加入200~400 μL偶聯(lián)試劑,混合均勻,同時滴加0.1~0.2 mol/L鹽酸溶液至溶液pH為4.0~6.0,振蕩孵育1~3 h,加入1 mL二次水清洗,于8000 rpm離心3次去除上清液以去除剩余的偶聯(lián)試劑后,定容至200~300 μL;然后加入50~100 μL 10-6~10-4 U/mL anti-CA1252和50~100 μL 10-4~10-2 mol/L二(2,2-聯(lián)吡啶)(5-氨基-1,10-鄰菲咯啉)合釕(II) (Ru-NH2),用0.1~0.2 mol/L NaOH溶液調(diào)pH為8.0~10.0,繼續(xù)振蕩孵育3~5 h;然后加入50~100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1~2 h;再加入蒸餾水離心清洗至中性后,定容至100~200 μL,即得到第一信號單元anti-CA1252- Ru-NH2@GO-COOH;
(2)第二信號單元(anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4)的制備方法
a. 氮化碳(g-C3N4)薄膜的合成:將三聚氰胺在500~600 ℃下加熱3~5 h,真空干燥后,得到氮化碳(g-C3N4)粉末;取0.8~1.5 g 氮化碳粉末加入到80~120 mL 4~6 mol/L HNO3中,于120~150 ℃下回流24~48小時后,自然冷卻至室溫,12000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,超聲4個小時,8000 rpm離心半個小時,取上清液,即得到產(chǎn)物氮化碳薄膜溶液;
b. 將30~70 mL氮化碳薄膜溶液加入到 30~70 mL 膠體金溶液中,室溫下攪拌16~24 h,然后于6000~8000 rpm離心半小時后,去除沒有連接上的膠體金,取其上清液即得到AuNPs/g-C3N4溶液;然后取200 μL AuNPs/g-C3N4溶液于玻璃瓶中,加入30~50 μL 10-6~10-4 mg/mL anti-SCCA2溶液后孵育3~5 h;然后加入50~100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1~2 h;加入1 mL二次水清洗,于12000 rpm離心去除上清液以去除剩余的牛血清白蛋白,即得第二信號單元anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液;
(3)電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的組裝
a. 將直徑為3~5 mm的金電極依次用1.0、0.3和0.05 μm的Al2O3拋光粉在麂皮上拋光至鏡面,用蒸餾水沖洗干凈,再依次在乙醇、蒸餾水中超聲洗滌,清洗后的電極放入濃H2SO4和H2O2按體積比7:3混合成的混合溶液中浸泡5~10 min,取出洗凈,然后在0.5 mol/L 硫酸溶液中用循環(huán)伏安掃描處理,掃描速度為50 mV/s,電壓范圍為-0.3~1.5 V,持續(xù)掃描得到穩(wěn)定的循環(huán)伏安圖后,取出用二次蒸餾水洗凈待用;
b. 將上述預(yù)處理過的金電極插入20~30 μL 含10-6~10-4 U/mL anti-CA1251和10-6~10-4 mg/mL anti-SCCA1的混合溶液中,孵育16 h,然后加入50~100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1~2 h,用蒸餾水清洗去除剩余的牛血清白蛋白溶液,然后孵育在50~100 μL含有CA125和SCCA的待測混合溶液中,于37 ℃中孵育1~2 h后,清洗;再置于10~20 μL由步驟(1)b所得的anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH溶液和步驟(2)b所得的anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液按等體積混合而成的混合溶液,于37 ℃中孵育1~2 h后,清洗;即得到同時檢測CA125和SCCA兩種腫瘤標(biāo)志物的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。
步驟(1)b中所述的偶聯(lián)試劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)與N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)溶于水中得到,所述的偶聯(lián)試劑中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的摩爾濃度為10~100 mmol/L,所述的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的摩爾濃度為1~10 mmol/L。
步驟(2)b中膠體金溶液的制備方法如下:將80~120 mL 蒸餾水和1~3 mL 1 wt%氯金酸溶液依次加入到燒杯中,在磁力加熱攪拌下加熱至沸騰,然后迅速加入3~5 mL的1wt%檸檬酸鈉水溶液,繼續(xù)煮沸至溶液顏色變成深紅色(黑—藍(lán)—深紅),然后沸騰狀態(tài)下繼續(xù)加熱攪拌20 min,制備得到膠體金溶液,于4 ℃密封保存。
上述電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器同時檢測CA125和SCCA兩種腫瘤標(biāo)志物的方法,具體步驟如下:將上述步驟(3)得到的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器作為工作電極;采用鉑電極作為對電極,Ag/AgCl電極或者飽和甘汞電極作為參比電極,構(gòu)成三電極體系;將三電極體系放入緩沖溶液,啟動電化學(xué)反應(yīng),測量電化學(xué)發(fā)光強度;獲得待測CA125和SCCA的混合溶液對應(yīng)的電化學(xué)發(fā)光強度值;根據(jù)電化學(xué)發(fā)光強度值與腫瘤標(biāo)志物溶液濃度對數(shù)之間的定量關(guān)系,計算得到待測樣品溶液中CA125和SCCA腫瘤標(biāo)志物的準(zhǔn)確濃度。
所述的緩沖溶液為:pH = 7.5~8.5的磷酸鹽緩沖溶液,含有10~30 mmol/L K2S2O8、40~80 mmol/L 二丁基氨基乙醇(DBAE)、80~100 mmol/L KCl。
所述的電化學(xué)反應(yīng)的條件如下:多電位階躍計時電流法,脈沖寬度:0.25秒;脈沖間隔:30秒;電壓設(shè)定:0~-1.30~0~1.25 V,脈沖電壓分別為-1.30 V,1.25 V。
發(fā)明原理:本發(fā)明中使用金電極固定抗體anti-CA1251和anti-SCCA1作為捕獲單元,CA125和SCCA作為目標(biāo)物,anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH和anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4作為檢測探針,開發(fā)了一種電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器,具備以下多種功能:(1)羧基化的氧化石墨烯具有較大的表面積以及豐富的羧基基團,可以利用羧基和氨基之間的反應(yīng),使得大量的anti-CA1252和Ru-NH2結(jié)合到其表面;(2)氮化碳材料不僅具有較大的表面積,通過AuNPs結(jié)合大量的anti-SCCA2,其本身還具有極強的電化學(xué)發(fā)光的性質(zhì);(3)anti-CA1252和anti-SCCA2可以特異性結(jié)合CA125和SCCA,不會發(fā)生交叉反應(yīng)。
本發(fā)明構(gòu)建的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器,可以特異性分別俘獲兩種腫瘤標(biāo)志物,當(dāng)兩種檢測探針通過層層組裝形成“第一抗體-抗原-第二抗體”免疫復(fù)合物被結(jié)合到傳感器表面之后,在電化學(xué)反應(yīng)激發(fā)下Ru-NH2和氮化碳兩種發(fā)光材料即會分別在1.25 V和-1.30 V的電位下產(chǎn)生穩(wěn)定的電化學(xué)發(fā)光信號;目標(biāo)物的濃度越大,結(jié)合的發(fā)光物就會越多,電化學(xué)發(fā)光強度就會越高,電化學(xué)發(fā)光強度與目標(biāo)物的濃度的對數(shù)之間呈線性關(guān)系。據(jù)此可以實現(xiàn)樣品中兩種腫瘤標(biāo)志物的未知濃度的檢測。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(1)操作簡單。目前同時檢測雙目標(biāo)物的傳感器,大多使用多電極構(gòu)成傳感器陣列或者使用光電兩種檢測方法,其操作過程復(fù)雜繁瑣,需用時間較長,嚴(yán)重影響檢測的時效性。本發(fā)明選擇兩種不同的發(fā)光物質(zhì)分別標(biāo)記兩種抗體,只需調(diào)控不同的電壓,在一個循環(huán)伏安周期內(nèi)便會產(chǎn)生兩個電化學(xué)發(fā)光信號,即可實現(xiàn)同時檢測兩種目標(biāo)物的目的。
(2)高靈敏度。構(gòu)建Ru-NH2@GO-COOH和AuNPs/g-C3N4兩種復(fù)合材料,導(dǎo)電性好,大大增強電子傳遞速度,有效地提高Ru-NH2和g-C3N4電化學(xué)發(fā)光效率,檢測靈敏度高。
(3)高特異性。常見其他腫瘤標(biāo)志物對本檢測體系均無干擾。原因在于:本發(fā)明是基于腫瘤標(biāo)志物抗體與腫瘤標(biāo)志物之間的特異性識別與結(jié)合而構(gòu)建的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器,干擾物質(zhì)不是特定抗體的目標(biāo)物,因此待測液中的干擾物質(zhì)并不能與特定抗體結(jié)合,故對本檢測體系無干擾。
(4)結(jié)果準(zhǔn)確?;厥章示?0%~110%之間。
綜上所述,本發(fā)明首次公開了一種電位分辨同時檢測雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備方法及其應(yīng)用,其利用二(2,2-聯(lián)吡啶)(5-氨基-1,10-鄰菲咯啉)合釕(II)@羧基化氧化石墨烯(Ru-NH2@GO-COOH)和納米金/氮化碳(AuNPs/g-C3N4)兩種復(fù)合納米材料,可以實現(xiàn)同時檢測兩種子宮頸癌的腫瘤標(biāo)志物鱗狀細(xì)胞癌抗原(SCCA)和糖類抗原125(CA125),制備過程簡單,特異性強,靈敏度和準(zhǔn)確率高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備流程圖;
圖2為含有0.001 ng/mL SCCA和0.001 U/mL CA125的溶液A測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖3為含有0.01 ng/mL SCCA和0.01 U/mL CA125的溶液B測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖4為含有0.1 ng/mL SCCA和0.1 U/mLCA125的溶液C測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖5為含有1 ng/mL SCCA和0.5 U/mL CA125的溶液D測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖6為含有5 ng/mL SCCA和1 U/mL CA125的溶液E測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖7為含有10 ng/mL SCCA和5 U/mL CA125的溶液F測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖8為含有50 ng/mL SCCA和10 U/mL CA125的溶液G測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖9為含有100 ng/mL SCCA和100 U/mL CA125的溶液H測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖;其中a為SCCA,b為CA125;
圖10為不同濃度SCCA的電化學(xué)發(fā)光強度 (y)—濃度(x)對數(shù)線性圖;
圖11為不同濃度CA125的電化學(xué)發(fā)光強度 (y)—濃度(x)對數(shù)線性圖;
圖12為空白溶液、0.001 ng/mLSCCA+0 U/mLCA125混合溶液、0 ng/mLSCCA+0.001 U/mLCA125混合溶液測得的電化學(xué)發(fā)光強度值。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
具體實施例一
實施例1
一種電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的制備方法,包括以下步驟:
(1)第一信號單元(anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH)的制備方法
a.取40 mL 2.5 mg/mL的氧化石墨烯于三頸燒瓶中,加入8 mL溴化氫,常溫下攪拌13 h,然后加入1.5 g乙二酸,常溫下攪拌4 h,于8000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,定容至40 mL,得到羧基化的氧化石墨烯(GO-COOH)溶液;
b.取200 μL上述羧基化的氧化石墨烯溶液于1.5 mL玻璃瓶中,超聲10 min,然后加入300 μL偶聯(lián)試劑,混合均勻,同時滴加0.15 mol/L鹽酸溶液至溶液pH為5.0,振蕩孵育2 h,用二次水清洗后,于8000 rpm離心3次去除上清液以去除剩余的偶聯(lián)試劑后,定容至250 μL;然后加入80 μL 10-5 U/mL anti-CA1252溶液和80 μL 10-3 mol/L Ru-NH2溶液,用0.15 mol/L NaOH溶液調(diào)pH為9.0,繼續(xù)振蕩孵育4 h;然后加入80 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1.5 h;再加入蒸餾水離心清洗至中性后,定容至150 μL,即得到第一信號單元anti-CA1252- Ru-NH2@GO-COOH溶液;其中偶聯(lián)試劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)與N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)溶于水中得到,偶聯(lián)試劑中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的摩爾濃度為50 mmol/L, N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的摩爾濃度為5 mmol/L;
(2)第二信號單元(anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4)的制備方法
a.氮化碳(g-C3N4)薄膜的合成:將三聚氰胺在550 ℃下加熱4 h,真空干燥后,得到氮化碳(g-C3N4)粉末;取1.2 g 氮化碳粉末加入到100 mL 5 mol/L HNO3中,于135 ℃下回流36小時后,自然冷卻至室溫,12000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,超聲4個小時,8000 rpm離心半個小時,取上清液,即得到產(chǎn)物氮化碳薄膜溶液;
b.將40 mL氮化碳薄膜溶液加入到 40 mL 膠體金溶液中,室溫下攪拌20 h,然后于7000 rpm離心半小時后,去除沒有連接上的膠體金,取其上清液即得到AuNPs/g-C3N4溶液;然后取200 μL AuNPs/g-C3N4溶液于玻璃瓶中,加入40 μL 10-5 mg/mL anti-SCCA2溶液后孵育3~5 h;然后加入80 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1~2 h;用蒸餾水清洗后,于12000 rpm離心去除上清液以去除剩余的牛血清白蛋白,即得第二信號單元anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液;其中膠體金溶液的制備方法如下:將100 mL 蒸餾水和2 mL 1 wt%氯金酸溶液依次加入到燒杯中,在磁力加熱攪拌下加熱至沸騰,然后迅速加入4 mL的1wt%檸檬酸鈉水溶液,繼續(xù)煮沸至溶液顏色變成深紅色(黑—藍(lán)—深紅),然后沸騰狀態(tài)下繼續(xù)加熱攪拌20 min,制備得到膠體金溶液,于4 ℃密封保存;
(3)電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的組裝
a. 將直徑為3~5 mm的金電極依次用1.0、0.3和0.05 μm的Al2O3拋光粉在麂皮上拋光至鏡面,用蒸餾水沖洗干凈,再依次在乙醇、蒸餾水中超聲洗滌,清洗后的電極放入濃H2SO4和H2O2按體積比7:3混合成的混合溶液中浸泡5~10 min,取出洗凈,然后在0.5 mol/L 硫酸溶液中用循環(huán)伏安掃描處理,掃描速度為50 mV/s,電壓范圍為-0.3~1.5 V,持續(xù)掃描得到穩(wěn)定的循環(huán)伏安圖后,取出用二次蒸餾水洗凈待用;
b. 將上述預(yù)處理過的金電極插入25 μL 含10-5 U/mL anti-CA1251和10-5 mg/mL anti-SCCA1的混合溶液中,孵育16 h,然后加入80 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1.5 h,用蒸餾水清洗離心去除剩余的牛血清白蛋白溶液,然后孵育在80 μL含有CA125和SCCA的待測混合溶液中,置37 ℃中孵育1.5 h后,清洗;再置于15 μL由步驟(1)b所得的anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH溶液和步驟(2)b所得的anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液按等體積混合而成的混合溶液,于37 ℃中孵育1.5 h后,清洗;即得到同時檢測CA125和SCCA兩種腫瘤標(biāo)志物的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。
實施例2
同上述實施例1,其區(qū)別在于:
步驟(1)第一信號單元的制備過程中:
a.取30 mL 3.0 mg/mL的氧化石墨烯于三頸燒瓶中,加入5 mL溴化氫,常溫下攪拌12 h,然后加入1.0 g乙二酸,常溫下攪拌4 h,于8000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,定容至30 mL,得到羧基化的氧化石墨烯溶液;
b.取200 μL上述羧基化的氧化石墨烯溶液于1.5 mL玻璃瓶中,超聲10 min,然后加入200 μL偶聯(lián)試劑,混合均勻,同時滴加0.1 mol/L鹽酸溶液至溶液pH為6.0,振蕩孵育1 h,用二次水清洗后,于8000 rpm離心3次去除上清液后,定容至200~300 μL;然后加入50 μL 10-4 U/mL anti-CA1252溶液和50 μL 10-2 mol/L Ru-NH2溶液,用0.1mol/L NaOH溶液調(diào)pH為8.0,繼續(xù)振蕩孵育3 h;然后加入50 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液,繼續(xù)孵育1 h;再加入蒸餾水離心清洗至中性后,定容至100 μL,即得到第一信號單元anti-CA1252- Ru-NH2@GO-COOH溶液;偶聯(lián)試劑中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的摩爾濃度為10 mmol/L,所述的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的摩爾濃度為10 mmol/L;
步驟(2)第二信號單元的制備過程中:
a.氮化碳(g-C3N4)薄膜的合成:將三聚氰胺在500 ℃下加熱5 h,真空干燥后,得到氮化碳(g-C3N4)粉末;取0.8 g 氮化碳粉末加入到80 mL 6 mol/L HNO3中,于120℃下回流48小時;
b.將30 mL氮化碳薄膜溶液加入到 70 mL 膠體金溶液中,室溫下攪拌16 h,然后于6000 rpm離心半小時后,取其上清液即得到AuNPs/g-C3N4溶液;然后取200 μL AuNPs/g-C3N4溶液于玻璃瓶中,加入30 μL 10-6 mg/mL anti-SCCA2溶液后孵育3 h;然后加入50 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液,繼續(xù)孵育1 h;用蒸餾水清洗后,于12000 rpm離心去除上清液,即得第二信號單元anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N溶液4;其中膠體金溶液的制備方法如下:將80 mL 蒸餾水和1 mL 1 wt%氯金酸溶液依次加入到燒杯中,在磁力加熱攪拌下加熱至沸騰,然后迅速加入3 mL的1wt%檸檬酸鈉水溶液;
步驟(3)電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的組裝中:
將上述預(yù)處理過的金電極插入20 μL 含10-4 U/mL anti-CA1251和10-4 mg/mL anti-SCCA1的混合溶液中,孵育16 h,然后加入50 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液,繼續(xù)孵育1~2 h,用蒸餾水清洗離心,然后孵育在50 μL含有CA125和SCCA的待測混合溶液中,置37 ℃中孵育1 h后,清洗;再置于10 μL由步驟(1)b所得的anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH溶液和步驟(2)b所得的anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液按等體積混合而成的混合溶液,于37 ℃中孵育1 h后,清洗即可。
實施例3
同上述實施例1,其區(qū)別在于:
步驟(1)第一信號單元的制備過程中:
a.取50 mL 2.0 mg/mL的氧化石墨烯(GO)于三頸燒瓶中,加入10 mL溴化氫(HBr),常溫下攪拌15 h,然后加入2.0 g乙二酸,常溫下攪拌4 h,于8000 rpm離心棄去上清液,然后用蒸餾水洗滌至中性,定容至50 mL,得到羧基化的氧化石墨烯(GO-COOH)溶液;
b.取200 μL上述羧基化的氧化石墨烯溶液于1.5 mL玻璃瓶中,超聲10 min,然后加入400 μL偶聯(lián)試劑,混合均勻,同時滴加0.2 mol/L鹽酸溶液至溶液pH為4.0,振蕩孵育3 h,用二次水清洗后,于8000 rpm離心3次去除上清液以去除剩余的偶聯(lián)試劑后,定容至300 μL;然后加入100 μL 10-6 U/mL anti-CA1252和100 μL 10-4 mol/L Ru-NH2,用0.2 mol/L NaOH溶液調(diào)pH為10.0,繼續(xù)振蕩孵育5 h;然后加入100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液,繼續(xù)孵育2 h;再加入蒸餾水離心清洗至中性后,定容至200 μL,即得到第一信號單元anti-CA1252- Ru-NH2@GO-COOH;其中偶聯(lián)試劑中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的摩爾濃度為100 mmol/L,所述的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的摩爾濃度為1 mmol/L;
步驟(2)第二信號單元的制備過程中:
a.氮化碳(g-C3N4)薄膜的合成:將三聚氰胺在600 ℃下加熱3 h,真空干燥后,得到氮化碳(g-C3N4)粉末;取1.5 g 氮化碳粉末加入到120 mL 4 mol/L HNO3中,于150 ℃下回流24小時;
b.將70 mL氮化碳薄膜溶液加入到 30 mL 膠體金溶液中,室溫下攪拌24 h,然后于8000 rpm離心半小時后,取其上清液即得到AuNPs/g-C3N4溶液;然后取200 μL AuNPs/g-C3N4溶液于玻璃瓶中,加入50 μL 10-6 mg/mL anti-SCCA2后孵育5 h;然后加入100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育2 h;用蒸餾水清洗后,于12000 rpm離心去除上清液,即得第二信號單元anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4;其中膠體金溶液的制備方法如下:將120 mL 蒸餾水和3 mL 1 wt%氯金酸溶液依次加入到燒杯中,在磁力加熱攪拌下加熱至沸騰,然后迅速加入5 mL的1wt%檸檬酸鈉水溶液;
步驟(3)電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的組裝中:
將上述預(yù)處理過的金電極插入30 μL 含10-6 U/mL anti-CA1251和10-6 mg/mL anti-SCCA1的混合溶液中,孵育16 h,然后加入100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育2 h,用蒸餾水清洗離心去除剩余的牛血清白蛋白溶液,然后孵育在100 μL含有CA125和SCCA的待測混合溶液中,置37 ℃中孵育2 h后,清洗;再置于20 μL由步驟(1)b所得的anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH溶液和步驟(2)b所得的anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4溶液按等體積混合而成的混合溶液,于37 ℃中孵育2 h后,清洗即可。
具體實施例二
一種利用具體實施例一制備的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器同時檢測CA125和SCCA兩種腫瘤標(biāo)志物的方法,具體步驟如下:
將具體實施例一步驟(3)a中預(yù)處理過的金電極插入20~30 μL 含10-6~10-4 U/mL anti-CA1251和10-6~10-4 mg/mL anti-SCCA1的混合溶液中,孵育16 h,然后加入50~100 μL 2wt%牛血清白蛋白溶液以封閉非特異性吸附位點,繼續(xù)孵育1~2 h,用蒸餾水清洗離心去除剩余的牛血清白蛋白溶液,然后孵育在含有不同濃度的CA125和SCCA的混合溶液50~100 μL中,置37 ℃中孵育1~2 h后,清洗;再置于10~20 μL由具體實施例一步驟(1)b所得的anti-CA1252-Ru-NH2@GO-COOH和具體實施例一步驟(2)b所得的anti-SCCA2-AuNPs/g-C3N4按等體積混合而成的混合溶液,置于37 ℃中孵育1~2 h后,清洗;得到一系列不同濃度的CA125和SCCA的混合溶液對應(yīng)的電位分辨雙腫瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器,以之作為工作電極;采用鉑電極作為對電極,Ag/AgCl電極或者飽和甘汞電極作為參比電極,構(gòu)成三電極體系;將三電極體系放入緩沖溶液,啟動電化學(xué)反應(yīng),測量電化學(xué)發(fā)光強度;獲得一系列不同濃度的CA125和SCCA的混合溶液對應(yīng)的電化學(xué)發(fā)光強度值,建立電化學(xué)發(fā)光強度值與CA125和SCCA溶液濃度之間的定量關(guān)系;根據(jù)這個定量關(guān)系可以檢測樣品中CA125和SCCA的未知濃度。
其中緩沖溶液為:pH = 7.5~8.5的磷酸鹽緩沖溶液,含有10~30 mmol/L K2S2O8、40~80 mmol/L 二丁基氨基乙醇(DBAE)、80~100 mmol/L KCl。電化學(xué)反應(yīng)的條件如下:多電位階躍計時電流法,脈沖寬度:0.25秒;脈沖間隔:30秒;電壓設(shè)定:0~-1.30~0~1.25 V,脈沖電壓分別為-1.30 V,1.25 V。
不同濃度的CA125和SCCA的混合溶液分別為
溶液A中含有0.001 ng/mL 的SCCA和0.001 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖2所示;
溶液B中含有0.01 ng/mL SCCA和0.01 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖3所示;
溶液C中含有0.1 ng/mL SCCA和0. 1 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖4所示;
溶液D中含有1 ng/mL SCCA和0.5 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖5所示;
溶液E中含有5 ng/mL SCCA和1 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖6所示;
溶液F中含有10 ng/mL SCCA和5 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖7所示;
溶液G中含有50 ng/mL SCCA和10 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖8所示;
溶液H中含有100 ng/mL SCCA和100 U/mL CA125,測得的電化學(xué)發(fā)光信號圖如圖9所示。
由圖2-圖9說明在SCCA和CA125的檢測范圍內(nèi)的各個濃度下均可以產(chǎn)生強而穩(wěn)定的信號,說明該傳感器可行。
不同濃度SCCA的ECL信號(y)—濃度(x)對數(shù)線性圖如圖10所示,線性方程為:y = 1998.8 *logx + 6979.3,相關(guān)系數(shù)為0.996,線性范圍為0.001 ng/mL-100 ng/mL,檢測限為0.4 pg/mL;不同濃度CA125的ECL信號(y)—濃度(x)對數(shù)線性圖如圖11所示,線性方程為:y = 1482.5 *logx + 5802.3,相關(guān)系數(shù)為0.997,線性范圍為0.001 U/mL-100 U/mL,檢測限為0.33 mU/mL,線性良好,可用于同時檢測待測樣品中SCCA和CA125濃度。
具體實施例三
特異性試驗設(shè)計及結(jié)果分析
如圖12所示,將上述具體實施例一制備的同時檢測SCCA和CA125傳感器,分別測定空白溶液、0.001 ng/mLSCCA+0 U/mLCA125混合溶液、0 ng/mLSCCA+0.001 U/mLCA125混合溶液,結(jié)果如圖12所示,對應(yīng)的電化學(xué)發(fā)光強度分別為240、350;990、380;280、1375。結(jié)果表明,該傳感器的特異性較好。
具體實施例四
為了考察上述具體實施例一方法的準(zhǔn)確性與實際應(yīng)用價值,采用加標(biāo)回收法,在空白的血清樣本中分別加入不同濃度的SCCA和CA125。使用本發(fā)明方法檢測結(jié)果可知,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于8.3%,回收率為93.4~109.0%,結(jié)果令人滿意。表明本發(fā)明對于血清中兩種腫瘤標(biāo)志物的同時檢測準(zhǔn)確度和精密度高,結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
表 1人血清中兩種腫瘤標(biāo)志物的檢測結(jié)果
以上結(jié)果說明,本發(fā)明構(gòu)建的同時檢測腫兩種瘤標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器,靈敏度高、檢測限低、選擇性高、操作簡單、結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
當(dāng)然,上述說明并非對本發(fā)明的限制,本發(fā)明也并不限于上述舉例。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi),作出的變化、改型、添加或替換,也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。