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一种传感器及其应用实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传感器及其应用,属于生物检测技术领域。

相关背景技术

[0002] 作为一种细胞核和细胞质蛋白,核仁蛋白(NCL)在调节肿瘤细胞的增殖、存活和凋亡方面发挥着重要作用。NCL与结直肠癌、乳腺癌和肺癌等多种疾病密切相关。因此,NCL也被认为是癌症诊断和预后的重要癌症生物标志物。迄今为止,研究人员已经利用抗体和AS1411适配体制作了多种生物传感器,它们可以特异性识别NCL。值得注意的是,传统的细胞内蛋白质的抗体标记方法中需要采用去垢剂来渗透细胞膜,这可能会破坏细胞膜结构和蛋白质。
[0003] AS1411对肿瘤细胞具有细胞抑制作用和细胞毒性作用,但对正常细胞没有作用,且AS1411具备优异的稳定性和细胞摄取效果,因此采用AS1411直接识别和结合NCL蛋白更为简便、快捷。迄今为止,研究者已开发了多种技术用于检测NCL,例如电致发光法,光学法,表面等离子体增强拉曼光谱法,微悬臂梁法,电化学法,荧光法,等等。然而,这些生物传感器的检测灵敏度有限。显然,在缺乏先进的生物传感策略的情况下,实现NCL的超灵敏检测仍然是一个巨大的挑战。因此,有必要开发新的传感器,以从复杂的生物组织环境中灵敏和选择性地检测NCL。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
[0028] 实施例和各对比例中所用的AS1411生物探针分子序列为:5’‑GGT GGT GGT GGT TGT GGT GGT GGT GG‑3’。本发明实验例中所用的NCL购自上海生工生物工程有限公司,磷酸盐缓冲液(PBS溶液)的制备方法如下:将0.242g磷酸二氢钾、2.951g磷酸氢二钠、0.2g ‑1KCl和8.003g氯化钠溶解于去离子水中,定容至1.0L,并用0.1mol L 的盐酸溶液调整溶液pH至7.4。
[0029] 实施例
[0030] 本实施例的传感器,包括SPR传感器芯片基底和设置在其上的敏感材料层,敏感材料层远离芯片基底的一侧复合有AS1411适配体;敏感材料为负载有金纳米颗粒的Zr/MnB4纳米片,Zr/MnB4纳米片的制备方法如下:将片状四硼化锰、锆盐和还原剂在水中进行混合反应,固液分离,再将固液分离所得固体进行煅烧。金纳米颗粒的平均粒度为8.9~9.3nm。本实施例的传感器由包括以下步骤的方法制得:
[0031] (1)采用熔盐法合成片层结构的MnB4
[0032] 将0.189g的LiCl和0.231g的KCl在研钵中进行精细研磨混合,得到混合物;然后,将混合物置于管式炉中,在氮气气氛下于200℃下加热4h,得到LiCl‑KCl共晶盐体系;然后,在LiCl‑KCl共晶盐体系中加入50mg的MnCl2·4H2O(购自天津科密欧化学试剂有限公司)和0.57g的NaBH4,充分研磨,得到均匀的混合粉末;随后,将得到的混合粉末置于管式炉中,在‑1
700℃下,氮气气氛中加热8h,加热速率为6.7℃min ,加热结束后,冷却至室温,再用去离子水洗去未反应的共晶盐(反应得到的MnB4不溶于水)至洗涤液为中性,最后,将洗涤后的粉末在60℃真空烘箱中干燥过夜,得到片层结构的MnB4;
[0033] (2)Zr/MnB4纳米片的制备
[0034] 将40mg的MnB4和10mg的ZrCl4(购自北京百灵威科技有限公司)充分溶解于40mL去离子水中,然后磁力搅拌30min以获得均匀的混合液;然后,向混合液中缓慢加入10mL的‑1NaBH4溶液(NaBH4溶液的浓度为1mg mL ),继续在室温下磁力搅拌反应40min;随后,将反应后的体系进行离心,再依次采用水和乙醇将离心所得黑色固体粉末进行洗涤,然后将洗涤后的黑色固体粉末在60℃真空烘箱中干燥过夜;最后,将干燥后的黑色固体粉末在300℃的Ar气氛中煅烧4h,得到Zr/MnB4纳米片,命名为Zr/MnB4;
[0035] (3)敏感材料的制备
[0036] 在磁搅拌下将5mg的HAuCl4和30mg的Zr/MnB4纳米片分散在25mL去离子水中,得到分散液,再将分散液在室温下搅拌30min,然后缓慢加入5mL的NaBH4溶液(NaBH4溶液的浓度‑1为1mg mL ),加入完毕后继续搅拌反应4h;随后,将搅拌反应后的体系进行抽滤,并用水将抽滤所得固体粉末进行洗涤,然后将洗涤后的固体粉末在60℃的真空烘箱中干燥过夜,得到敏感材料,命名为AuNPs@Zr/MnB4;
[0037] (4)传感器的制备
[0038] ①金芯片的预处理:将食人鱼溶液(食人鱼溶液由体积比为3:1的浓硫酸和双氧水组成,浓硫酸的质量分数为98.08%,双氧水的质量分数为30%)滴在金芯片(金芯片为涂有厚度为50nm金层的玻璃片,金芯片的尺寸为10×15×0.5mm)上,静置10s,然后用水冲洗,完成一次预处理,再重复多次预处理,以除去金芯片表面的有机物,最后,再用去离子水洗涤金芯片,然后在N2气流中干燥,得到预处理金芯片,然后储存在4℃环境中备用;
[0039] ②传感器的制备:将10μL的敏感材料(AuNPs@Zr/MnB4)分散液(浓度为1mg mL‑1)滴加到预处理金芯片的金层上,然后旋涂(旋涂时的转速为1000转/min,旋涂时间为80~120s,本实施例中为80s),室温下晾干,将敏感材料负载在预处理金芯片表面,然后将负载‑1
有敏感材料的金芯片在25℃下使用过滤的PBS溶液进行清洗,PBS溶液的流速为5μL min ,清洗时间为2h,以得到平衡的基线,得到修饰芯片(以AuNPs@Zr/MnB4/gold chip表示);随‑1
后,将100μL的适配体AS1411溶液(浓度为100nmol L )滴涂在得到的AuNPs@Zr/MnB4/gold chip的敏感材料上,然后在4℃下孵育2h,然后用PBS溶液冲洗改性后的金芯片,以除去未结合的适配体,得到传感器,命名为AS1411/AuNPs@Zr/MnB4/gold chip(Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4)。
[0040] 对比例1
[0041] 本对比例的传感器的制备方法包括以下步骤:将10μL的敏感材料(敏感材料为‑1MnB4,MnB4与实施例中制备的MnB4相同)分散液(浓度为1mg mL )滴加到预处理金芯片(预处理金芯片与实施例中的预处理金芯片相同)的金层上,然后旋涂,干燥,将MnB4负载在预处理金芯片表面,得到负载有MnB4的金芯片;随后,将100μL的适配体AS1411溶液(浓度为
100nmo/L)滴涂在得到的MnB4/gold chip的MnB4上,然后在4℃下孵育2h,然后用PBS溶液冲洗改性后的金芯片,以除去未结合的适配体,得到传感器,命名为MnB4/gold chip(Aptamer/MnB4)。
[0042] 对比例2
[0043] 本对比例的传感器的制备方法包括以下步骤:将10μL的敏感材料(敏感材料为Zr/‑1MnB4,与实施例中制备的Zr/MnB4相同)分散液(浓度为1mg mL )滴加到预处理金芯片(预处理金芯片与实施例中的预处理金芯片相同)的金层上,然后旋涂,干燥,将Zr/MnB4负载在预处理金芯片表面,得到负载有Zr/MnB4的金芯片;随后,将100μL的适配体AS1411溶液(浓度为100nmo/L)滴涂在得到的Zr/MnB4/gold chip的Zr/MnB4上,然后在4℃下孵育2h,然后用PBS溶液冲洗改性后的金芯片,以除去未结合的适配体,得到传感器,命名为Zr/MnB4/gold chip(Aptamer/Zr/MnB4)。
[0044] 对比例3
[0045] 本对比例的传感器的制备方法包括以下步骤:
[0046] 将10μL的AuNPs@MnB4分散液(浓度为1mg mL‑1)滴加到预处理金芯片(预处理金芯片与实施例中的预处理金芯片相同)的金层上,然后旋涂,干燥,将AuNPs@MnB4负载在预处理金芯片表面,得到负载有AuNPs@MnB4的金芯片(以AuNPs@MnB4/gold chip表示);随后,将100μL的适配体AS1411溶液(浓度为100nmo/L)滴涂在得到的AuNPs@MnB4/gold chip的AuNPs@MnB4上,然后在4℃下孵育2h,然后用PBS溶液冲洗改性后的金芯片,以除去未结合的适配体,得到传感器,命名为AS1411/AuNPs@MnB4/gold chip(Aptamer/AuNPs@MnB4)。其中,AuNPs@MnB4的制备方法如下:在磁搅拌下,将5mg的HAuCl4和30mg的MnB4分散在25mL去离子‑1
水中,在室温下搅拌30min,然后缓慢加入5mL的NaBH4溶液(浓度为1mg mL ),并继续搅拌
4h;然后抽滤,并将抽滤所得固体在60℃的真空烘箱中干燥过夜,得到敏感材料,命名为AuNPs@MnB4。
[0047] 实验例1
[0048] 本实验例对MnB4、Zr/MnB4、AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的表面形貌进行了表征,结果如图1所示。其中,图1a和1b为MnB4的不同分辨率的SEM图像,图1c和1d为Zr/MnB4的不同分辨率的SEM图像,图1e和1f为AuNPs@MnB4的不同分辨率的SEM图像,图1g和1h为AuNPs@Zr/MnB4的不同分辨率的SEM图像。
[0049] 由图1可知,MnB4的SEM图像显示其为纳米花形状,由大量的纳米片堆积而成。经过Zr的掺杂和AuNPs的复合后,材料表面变得更加粗糙,说明材料表面的缺陷增加。由图1c和1d可知,MnB4纳米片上呈现有纳米颗粒,Zr/MnB4复合材料表面变得粗糙,这可能是由Zr的掺杂所引起的。用AuNPs修饰后,MnB4的纳米花形态得以保留(图1e和1f)。AuNPs@Zr/MnB4的形貌(图1g和1h)图表明,金纳米颗粒(AuNPs)沉积在Zr/MnB4纳米花中并生长在纳米片上。
[0050] 通过TEM对AuNPs@Zr/MnB4进一步观察,结果如图2(2a、2b、2c)所示,图2中的Diameter代表直径,Average size代表平均粒径。如图2a所示,大量平均尺寸为9.1±0.2nm的AuNPs均匀分布在超薄Zr/MnB4纳米片上,表明其为二维片层结构。图2b为AuNPs@Zr/MnB4的高分辨率透射电镜(HR‑TEM)图像,图2b中可以观察到间距为0.236nm的晶格条纹,对应于Au的面心立方结构的(111)晶面。同时,面间距为0.350nm和0.249nm的晶格条纹对应于MnB4的晶单斜晶系的(‑100)和(001)晶面。图2c中的电子衍射图谱(SAED图谱)证明了对应于Au的(111)晶面以及MnB4的(‑100)和(001)晶面的衍射斑点的存在。图2d为AuNPs@Zr/MnB4的元素映射图,该图证明了Mn、Zr、B、Au元素在整个区域中均匀分布。
[0051] 实验例2
[0052] 本实验例使用XRD、UV‑vis DRS和XPS对合成的MnB4、Zr/MnB4、AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4样品材料的晶体结构、光学性质和化学结构进行了表征。MnB4、Zr/MnB4、AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的XRD图谱和紫外可见漫反射图谱如图3所示。MnB4、Zr/MnB4、AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的XPS全谱图如图4所示。AuNPs@Zr/MnB4的高分辨率XPS图谱如图5所示。Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4/金芯片的高分辨率XPS图谱如图6所示。
[0053] 如图3a所示,MnB4的XRD图谱中25.5°、33.4°、36.3°、50.0°和53.3°的特征峰,分别对应于MnB4(JCPDS卡号:22‑0719)的(‑100)、(020)、(‑111)、(‑221)和(130)衍射平面,而32.1°处的峰对应于MnB4晶面(JCPDS卡号:No.14‑0098),23.2°处的峰对应于样品中Mn2O3的(211)晶面。Zr/MnB4的XRD图谱中没有出现明显的特征峰,这可能是由于Zr在MnB4上沉积和样品结晶度低所致。AuNPs修饰后,AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的XRD图谱中2θ=38.4°处的峰对应于Au的(111)晶面。与AuNPs@MnB4相比,AuNPs@Zr/MnB4在约530nm处(图3b)表现出更清晰的共振吸收峰,表明AuNPs的存在有利于提高其SPR效应,可显著增强局部电磁场和电子耦合效应。
[0054] 如图4所示,MnB4的XPS全谱图中具备明显的Mn 2p(641~654eV)、B 1s(186.9eV)、C 1s(284.6eV)、N 1s(399.4eV)以及O1s(531.9eV)的峰。在Zr/MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的XPS全谱图中出现了位于182~184eV处Zr 3d的峰。另外,在AuNPs@MnB4和AuNPs@Zr/MnB4的全谱图中可以看到Au 4f的信号(83~88eV),表明在MnB4和Zr/MnB4的表面成功原位生长了AuNPs。
[0055] 图5a显示了AuNPs@Zr/MnB4的Mn2p高分辨率图谱,结合能位于641.9和654.3eV处的两个峰分别对应于Mn 2p3/2和Mn 2p1/2轨道,而结合能位于647.3eV处的峰为Mn2p3/2轨道的卫星峰。值得注意的是,与MnB4相比,AuNPs@Zr/MnB4的B1s和Mn 2p峰中存在轻微的正位移(0.1~0.4eV),可能是由于AuNPs和Zr/MnB4之间的相互作用,使得AuNPs@Zr/MnB4敏感材料中MnB4的电子密度降低。AuNPs@Zr/MnB4的Zr 3d高分辨率XPS图谱(图5b)中,结合能位于182.2和184.5eV处的两个峰,分别对应于Zr 3d5/2和Zr 3d3/2轨道。AuNPs@Zr/MnB4的B1s高分辨率XPS图谱(图5c)可以拟合为三个峰,结合能位于187.2、188.6和192.0eV,分别对应于B‑B,Mn‑B和B‑O键。结果表明,AuNPs@Zr/MnB4表面存在氧化和缺陷。如图5d所示,经拟合后,AuNPs@Zr/MnB4的Au 4f高分辨率XPS图谱中,结合能位于83.9和87.6eV处的两个峰,分别对应于Au 4f7/2和Au 4f5/2。在Au 4f高分辨率XPS图谱中观察到结合能位于3.7eV处的峰存在位置偏移,表明Au(0)成功修饰在Zr/MnB4纳米片上。
[0056] 从Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4/金芯片的高分辨率XPS图谱(图6a和6c)中可以看出,在133.7eV处出现了P 2p的峰,该信号可归因于AS1411适配体分子上的磷酸基团,证明了适配体链被成功固定在AuNPs@Zr/MnB4基体上。另外,在Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4的Zr 3d高分辨率XPS图谱(图6b)中,结合能位于182.7eV和185.1eV处的峰分别对应于Zr 3d5/2和Zr 3d3/2轨道。值得注意的是,与AuNPs@Zr/MnB4的XPS图谱相比,Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4的Zr 
3d高分辨率XPS图谱中的峰存在轻微的正向偏移,表明Zr与适配体之间存在相互作用。在Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4的O1s高分辨率XPS图谱(图6d)中出现了结合能位于531.6eV处的峰,证实了Zr‑O‑P键的形成。此外,结合能位于536.4eV处的峰主要是由于样品中存在H2O。
上述结果表明成功合成了用Zr和AuNPs修饰的多功能AuNPs@Zr/MnB4敏感材料。考虑到适配体富含亲水性磷酸基团,AS1411通过形成Zr‑O‑P键固定在AuNPs@Zr/MnB4纳米片上。此外,均匀分布的AuNPs有利于增强SPR响应。因此,AuNPs@Zr/MnB4可以放大SPR信号,提高SPR生物传感器的灵敏性。
[0057] 实验例3
[0058] 本实验例考察了实施例和各对比例的传感器对NCL溶液(浓度为1fg mL‑1)进行检测的SPR响应,构筑传感器过程中对应的ΔRU值,采用不同浓度的敏感材料(AuNPs@Zr/‑1MnB4)分散液和不同浓度的适配体AS1411溶液制备的传感器对NCL溶液(浓度为1fg mL )进‑1
行检测的SPR响应,结果如图7所示。其中,传感器检测NCL溶液时,将NCL溶液以5μL min 的流速持续流过SPR芯片1080s,然后用PBS溶液冲洗SPR芯片以洗去未结合的NCL,再进行SPR信号的检测。
[0059] 图7a为使用不同敏感材料层构筑的SPR传感器(实施例和各对比例的传感器)用于‑1检测NCL的信号对比。当将1fg mL 的NCL溶液缓慢注射到芯片表面时,RU值在2400~3500s内逐渐增加,当用过滤的PBS溶液冲洗掉未结合的NCL时,可以看到RU值有所下降,随后再次达到平衡。AuNPs@Zr/MnB4改性的金芯片(实施例的传感器)在NCL检测中的ΔRU值为176RU,大于AuNPs@MnB4基芯片(对比例3的传感器)、Zr/MnB4基芯片(对比例2的传感器)和MnB4基芯片(对比例1的传感器)在NCL检测中的ΔRU值,对比例3的传感器、对比例2的传感器和对比例1的传感器在NCL检测中的ΔRU值分别为104RU、84RU和65RU。上述结果表明AuNPs@Zr/MnB4基适配体传感器对NCL检测的响应更为灵敏。
[0060] 图7b展示了实施例和各对比例的传感器构筑过程中负载敏感材料层前后的电极的SPR响应变化ΔRU值、结合适配体前后的电极的SPR响应变化ΔRU值、检测NCL前后的电极的SPR响应变化ΔRU值。由图7b可知,负载敏感材料层前后,采用MnB4、Zr/MnB4和AuNPs@MnB4材料修饰的金芯片的ΔRU值分别为1650、2875和2240RU。采用AuNPs@Zr/MnB4修饰的金芯片的ΔRU值最大,为3540。因此,Zr掺杂和AuNPs修饰可以有效放大SPR信号,与MnB4纳米片起到协同效应,得到信号增强的敏感材料层。此外,固定适配体后,采用Zr/MnB4修饰的金芯片得到的ΔRU值为390RU,大于MnB4材料修饰金芯片的ΔRU值(280RU),证实Zr的掺杂有利于AS1411适配体的固定。采用AuNPs@MnB4修饰的金芯片在锚定适配体后的ΔRU值增加到575RU。采用AuNPs@Zr/MnB4修饰的金芯片在锚定适配体后ΔRU值显著增加,为714RU,表明其固定适配体链的能力很强。因此,由于AuNPs的信号放大和大量探针生物分子的固定,构建的Aptamer/AuNPs@Zr/MnB4/金芯片生物传感器在NCL检测中表现出较高的SPR响应。
[0061] 为了获得最佳的传感性能,对金芯片表面的AuNPs@Zr/MnB4敏感材料层的用量和适配体的浓度等实验条件进行了优化,具体是按照实施例的方法构筑传感器,区别仅在于,‑1 ‑1将敏感材料(AuNPs@Zr/MnB4)分散液的浓度由1mg mL 替换为0.2、0.5、1、1.5或2mg mL ,以对AuNPs@Zr/MnB4敏感材料层的用量进行优化,或者将适配体AS1411溶液的浓度由100nmol ‑1 ‑1
L 替换为10、20、50、100或200nmol L ,以对适配体的浓度进行优化。如图7c所示,使用不‑1
同浓度的AuNPs@Zr/MnB4分散液(0.2、0.5、1、1.5和2mg mL )构筑的适配体传感器用于检测‑1 ‑1
NCL时,随着AuNPs@Zr/MnB4分散液浓度从0.2mg mL 增加到1mg mL ,SPR响应(ΔRU)增加,这可能是由于锚定适配体链的位点增加,使其能结合更多的NCL分子。然而,当AuNPs@Zr/‑1
MnB4分散液浓度超过1mg mL 时,SPR信号略有下降。因此,AuNPs@Zr/MnB4分散液的最佳用‑1 ‑1
量选定为1mg mL 。如图7d所示,使用不同浓度的NCL溶液(10、20、50、100和200nmol L )构筑的适配体传感器用于检测NCL时,SPR信号随着适配体分散液浓度的增加而增加,而当浓‑1 ‑1
度高于100nmol L 时,SPR信号达到平衡,因此适配体的浓度优选为100nmol L 。
[0062] 实验例4
[0063] 本实验例采用单循环动力学测试来记录AuNPs@Zr/MnB4基SPR适配体传感器(实施例的传感器)检测NCL的灵敏性,具体是将不同浓度的NCL溶液注入到传感器表面,记录SPR响应的变化,然后绘制传感器检测不同浓度的NCL溶液前后的SPR响应的变化ΔRU值与NCL溶液浓度之间的关系,最后计算灵敏性,结果如图8所示。如图8a所示,随着不同浓度的NCL‑1 ‑1溶液(1ag mL ~100ng mL )注入到SPR芯片表面(注入不同浓度的NCL溶液前,采用PBS溶液冲洗芯片表面),SPR响应逐渐增加,RU值从90增加到460,累计增加了350RU。图8b表明,在‑1 ‑1
1ag mL ~1ng mL 范围内,随着NCL溶液浓度的增加,ΔRU值显著增加,当浓度超过10ng ‑1
mL 时,SPR响应逐渐趋于平衡。图8b中的插图显示了ΔRU与NCL溶液浓度的对数(logCNCL)关‑1 ‑1
系。可以看出,ΔRU与logCNCL在1ag mL ~100ng mL 范围内呈线性关系,得到的线性回归‑1
方程为ΔRU=296.43+33.7logCNCL(pg mL )。根据LOD=3SD/k(SD为空白样品的标准偏差,k‑1
为标准曲线的斜率),实施例的传感器对NCL的检测限(LOD)为0.44ag mL 。
[0064] 实验例5
[0065] 为了评估实施例的生物传感器的选择性,使用其它生物分子(如miRNA‑21、miRNA‑‑1126、miRNA‑155、CEA、IgG和BSA)来作为干扰物,各干扰物的浓度均为100fg mL ,是NCL的‑1
100倍(1fg mL )。随后使用基于AuNPs@Zr/MnB4的SPR适配体传感器(实施例的传感器)来检测不同的干扰物溶液和NCL溶液,具体是将不同干扰物溶液依次注入到传感器表面,记录SPR响应的变化,然后绘制传感器检测不同干扰物溶液前后的SPR响应的变化ΔRU值以及检测NCL溶液前后的SPR响应的变化ΔRU值,结果如图9所示。其中,传感器检测不同的干扰物‑1
溶液和NCL溶液时,将干扰物溶液或者NCL溶液以5μLmin 的流速持续流过SPR芯片1080s,然后用PBS溶液冲洗SPR芯片以洗去未结合的干扰物或者NCL。
[0066] 如图9a所示,实施例的传感器在检测干扰物时SPR信号变化不显著,而在检测NCL时会引起很大的SPR信号变化。图9b为实施例的传感器检测不同干扰物溶液前后的SPR响应的变化ΔRU值以及检测NCL溶液前后的SPR响应的变化ΔRU值。由图9b可知,实施例的传感器在检测干扰物时,SPR信号变化均低于15RU,而在检测NCL时,SPR信号变化达到了144RU,这是因为AS1411和NCL特异性识别以及目标物和敏感材料层之间的特异性吸附极少,这些结果表明,构筑的SPR适配体传感器即使在复杂环境中对NCL也有良好的选择性。
[0067] 实验例6
[0068] 为了验证所开发的SPR适配体传感器的实用性,采用标准添加法进行了真实的样‑1品测试研究。用PBS溶液(浓度为0.1mol L ,pH=7.4)将人血清样品稀释100倍,并加入不同浓度的NCL,得到含有不同浓度NCL系列测试液,测试液中NCL的浓度如表1所示。然后使用实施例的传感器对各测试液进行检测,得到检测各测试液前后的SPR响应变化ΔRU值,然后根据实验例4中拟合的ΔRU与NCL溶液浓度的对数(logCNCL)关系曲线,计算得到测试液中NCL的浓度(实验时,针对每个测试液,重复进行3次实验,以3次实验计算结果的平均值作为NCL浓度的计算值),最后将测试液中NCL浓度的实际值和计算值进行汇总,结果如表1所示,然后计算回收率和相对标准差,结果如表1所示。
[0069] 表1各测试液中NCL浓度的实际值和计算值、实验计算的回收率和相对标准差[0070] 实际值(fg mL‑1) 计算值(fg mL‑1) ΔRU 回收率(%) 相对标准差(%)‑6 ‑61×10 1.01×10 94 101.0 2.08
‑5 ‑6
1×10 9.66×10 127 96.6 1.49
‑4 ‑5
1×10 9.86×10 161 98.6 1.62
‑3 ‑4
1×10 9.40×10 194 94.0 1.78
‑2 ‑3
1×10 9.60×10 228 96.0 1.83
‑1 ‑2
1×10 9.80×10 262 98.0 2.18
‑1
1 9.34×10 295 93.4 2.21
1
1×10 9.53 329 95.3 2.34
2 1
1×10 9.73×10 363 97.3 1.91
3 2
1×10 9.28×10 396 92.8 2.26
4 3
1×10 9.34×10 429.8 93.4 2.23
5 4
1×10 9.40×10 463.5 94.0 2.47
[0071] 从表1中可以看出,不同浓度NCL的表观回收率范围为92.8%~101.0%,RSD为1.49%~2.47%。
[0072] 综上,本发明构筑了一种基于AuNPs@Zr/MnB4的SPR传感器,并将其应用于人血清样本中NCL的灵敏检测和选择性分析。多功能二维Zr/MnB4纳米片可以提供丰富的活性位点并通过Zr‑O‑P键高效大量固定适配体探针分子,同时均匀分布在Zr/MnB4纳米片上的AuNPs可以有效放大SPR信号。将AuNPs@Zr/MnB4用作固定AS1411的载体材料并构筑SPR适配传感‑1 ‑1器。在优化条件下,构筑的SPR适配体传感器在NCL的浓度为1.0ag mL ~100ng mL 的较宽‑1
线性范围内表现出极低的检测限(0.44ag mL )。此外,构筑的SPR适配体传感器在人血清样品中表现出良好的选择性和实用性。
[0073] 最后,按照实施例重复制备传感器,区别在于,制备片状四硼化锰时将LiCl、KCl、MnCl2·4H2O和NaBH4的质量比在(0.189~0.195):(0.231~0.3):(0.05~0.06):(0.57~0.65)范围内调整,加热反应温度在700~750℃范围内调整,或制备Zr/MnB4纳米片时将片状四硼化锰、ZrCl4和NaBH4的质量比为(3.5~4.5):(0.8~1.2):(0.8~1.2)范围内调整,煅烧的温度在300~350℃范围内调整,或制备敏感材料时将Zr/MnB4纳米片、HAuCl4和NaBH4的质量比在(30~35):(3~6):(3~6)范围内调整,搅拌反应的时间在4~6h范围内调整,调整参数后制备的传感器的性能与实施例的传感器的性能接近。

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