1.一种基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的制备方法,其特征在于,包含步骤如下:(1)Au NPs溶液的制备:
将HAuCl4溶液和超纯水混合,经煮沸后加入Na3C6H5O7溶液,得到混合溶液的颜色由浅黄色逐渐变为鲜红色,继续反应一段时间后,冷却至室温,得到的溶液即为Au NPs溶液;
(2)CdTe QDs‑H1、CdTe QDs‑H2制备:(a)在磁力搅拌下,将超纯水、CdCl2·2.5H2O溶液、柠檬酸三钠、Na2TeO3溶液、MPA溶液和NaBH4混合,得到棕色溶液,调节溶液pH后持续搅拌一段时间,得到前驱体溶液;将前驱体溶液加入反应釜中进行反应,反应后得到反应溶液;将制备的反应溶液与乙醇混合后,经静置、离心、洗涤,烘干后得到固体产物,再次分散在超纯水中,得到CdTe QDs溶液;
(b)配制含1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N‑羟基丁二酰亚胺的PBS溶液,即混合PBS溶液;将CdTe QDs溶液与混合PBS溶液在室温下混合反应,得到活化CdTe QDs溶液;
杂交链式反应的扩增链为2条,记为H1和H2;在活化CdTe QDs溶液中加入H1,然后在室温条件下混合一段时间后,避光反应,反应后离心收集产物,然后将其分散于PBS缓冲液中,得到的混合液记为CdTe QDs‑H1;
(c)同步骤(b)的操作,区别仅在于将H1替换为H2,得到CdTe QDs‑H2;
(3)取DNA单链S1+SPT I,其分为SPT I和S1两部分,其中SPT I为分裂适配体I;S1一端连接巯基以用于与Au NPs连接;与S1碱基互补的DNA单链记为S2;
将等体积的S1+SPT I和S2混合后在金属浴中反应,合成双链DNA结构,记为dsDNA‑1;
取ITO电极经清洗处理后得到预处理ITO电极,然后步骤(1)中制备的Au NPs溶液修饰在ITO电极表面,于室温下干燥后,得到Au NPs/ITO电极;再将dsDNA‑1修饰在Au NPs/ITO电极表面,经孵育后,得到传感器dsDNA‑1/Au NPs/ITO;
(4)取DNA单链SPT II+S3,其分为SPT II和S3两部分,其中SPT II为分裂适配体II,S3为HCR的触发链;将SPT II+S3、CdTe QDs‑H1和CdTe QDs‑H2混合后,进行振荡反应,反应后得到dsDNA‑2;将dsDNA‑2与17β‑雌二醇标准溶液混合,得到混合溶液;随后将混合溶液修饰在步骤(3)制得的dsDNA‑1/Au NPs/ITO表面,于室温孵育后,用PBS溶液冲洗 , 冲洗后的电极记为E2+dsDNA‑2/dsDNA‑1/Au NPs/ITO;最后,在电极表面修饰MB溶液,在室温条件下吸附反应后,再经洗涤后,得到MB/E2+dsDNA‑2/dsDNA‑1/Au NPs/ITO。
2.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述HAuCl4溶液、超纯水和Na3C6H5O7溶液的用量关系为‑1
200 μL:25 mL:0.25 mL,其中HAuCl4溶液的浓度为0.1 mol·L ,Na3C6H5O7溶液的浓度为‑1
0.1 g·mL ;继续反应一段时间为15‑20 min。
3.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的制备方法,其特征在于,步骤(a)中,所述超纯水、CdCl2·2.5H2O溶液、柠檬酸三钠、Na2TeO3溶液、MPA溶液和NaBH4混合的用量关系为42 mL:4 mL:0.1 g:4 mL:99 μL:50 mg,其中‑1 ‑1CdCl2·2.5H2O溶液的浓度为0.04 mol·L ,Na2TeO3溶液的浓度为0.01 mol·L ,MPA溶液‑1的浓度为0.23 mol·L ;
‑1
所述调节溶液pH是用1 mol·L 的NaOH溶液缓慢调节溶液pH至8.5,持续搅拌一段时间为12 h;在反应釜中进行反应的温度为140 ℃,时间为2 h;反应溶液与乙醇混合的体积比‑1为1:1;离心的条件为:8000 rpm、10 min;所述CdTe QDs溶液的浓度为30‑60 μmol·L 。
4.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的‑1制备方法,其特征在于,步骤(b)中,PBS溶液的浓度为10 mmol·L ,pH值为7.4;1‑乙基‑(3‑‑1二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺在混合PBS溶液中的浓度为10.4 g·L ,N‑羟基丁二酰亚胺在‑1混合PBS溶液中的浓度为5.2 g·L ;CdTe QDs溶液与混合PBS溶液混合的用量关系为100 µ‑1L:400 µL;CdTe QDs溶液的浓度为10 30 µmol·L ,反应的时间为30 min。
~
5.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的‑1制备方法,其特征在于,步骤(b)中,H1和H2的浓度均为100 150 µmol·L ;H1与活化CdTe ~QDs溶液的用量关系为20 µL:500‑550 µL,室温条件下混合一段时间为5‑10 min,避光反应为4 ℃、过夜;离心的条件为:11000 rpm、30 min;所述CdTe QDs‑H1的浓度为2 8 µmol·L~‑1 ‑1
,其中PBS缓冲液的浓度为10 mmol·L ,pH值为7.4。
6.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的‑1制备方法,其特征在于,步骤(3)中S1+SPT I和S2的浓度均为2 8 µmol·L ,在金属浴中反~应温度为20 50 ℃,反应时间为0.8 1.5 h;
~ ~
ITO电极经清洗处理具体为:用NaOH溶液、乙醇和超纯水依次清洗,其中NaOH溶液浓度‑1为1 mol·L ;Au NPs溶液修饰的体积为15 25 μL,dsDNA‑1修饰的体积为8 20 μL,其浓度~ ~‑1
为1 4 µmol·L ;孵育的温度为2 8 ℃,时间为10 16 h。
~ ~ ~
7.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的‑1制备方法,其特征在于,步骤(4)中SPT II+S3的浓度为8 15 µmol·L ,CdTe QDs‑H1的浓度‑1 ‑~1为2 8 µmol·L ,CdTe QDs‑H2的浓度为2 8 µmol·L , SPT II+S3、CdTe QDs‑H1和CdTe ~ ~QDs‑H2的体积比为1:2:2;振荡反应的时间为30‑60 min。
8.根据权利要求1所述的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中dsDNA‑2与17β‑雌二醇标准溶液的体积比1 5:1,17β‑雌‑1 ‑1 ~二醇标准溶液的浓度范围为0.1 pg·mL 10000 pg·mL ,混合溶液修饰的体积为15 25 ~ ~‑1
μL,室温孵育的时间为1.8 2.5 h,MB溶液修饰的体积为15 25 μL,浓度为30 60 µmol·L ,~ ~ ~‑1
吸附反应的时间为2 10 min;PBS缓冲液的浓度为10 mmol·L ,pH值为7.4。
~
9.根据权利要求1‑8任一项所述方法制备的基于分裂适配体的17β‑雌二醇光电‑电化学双比率传感器用于检测17β‑雌二醇的用途,其特征在于,步骤如下:S1、标准曲线的构建:
基于MB/E2+dsDNA‑2/dsDNA‑1/Au NPs/ITO进行光电化学测试和电化学测试,得到光电
3‑/4‑
化学信号和电化学信号;其中光电流记为IPEC,MB的氧化还原电流记为IMB,[Fe(CN)6] 的
3‑/4‑ 3‑/4‑
氧化还原电流记为I[Fe(CN)6] ;以17β‑雌二醇的浓度对应双比率信号IMB/I[Fe(CN)6] 和
3‑/4‑
IPEC/I[Fe(CN)6] 建立2个标准线性曲线;
S2、实际样品17β‑雌二醇的检测:
首先制备获取样品液;按照步骤(4)的步骤,区别仅在于将17β‑雌二醇标准溶液替换为样品液,即将dsDNA‑2与样品液混合,得到混合溶液;随后将混合溶液修饰在步骤(3)制得的dsDNA‑1/Au NPs/ITO表面,于室温孵育后,用PBS溶液冲洗,冲洗后的电极记为E2+dsDNA‑2/dsDNA‑1/Au NPs/ITO;最后,在电极表面修饰MB溶液,在室温条件下吸附反应后,再经洗涤后,得到样品液处理后的MB/E2+dsDNA‑2/dsDNA‑1/Au NPs/ITO;经光电化学测试和电化学
3‑/4‑
测试,得到光电化学信号和电化学信号,将得到双比率信号IMB/I[Fe(CN)6] 和IPEC/
3‑/4‑
I[Fe(CN)6] ,代入步骤S1的标准线性曲线,实现对待测样品17β‑雌二醇的检测。
10.根据权利要求9所述的用途,步骤S2中dsDNA‑2与样品液的体积比1 5:1,混合溶液~修饰的体积为15 25 μL,室温孵育的时间为1.8 2.5 h,MB溶液修饰的体积为15 25 μL,浓~ ~ ~‑1 ‑1
度为30 60 µmol·L ,吸附反应的时间为2 10 min;PBS缓冲液的浓度为10 mmol·L ,pH~ ~值为7.4;
步骤S1和S2中光电化学测试和电化学测试由型号为MC‑TCX300氙灯光源系统和Autolab PGSTAT 302N电化学工作站分别测量记录电化学与光电化学信号;其中,光电化学‑1测试在0.1 mol·L 、pH=7.4的PBS缓冲溶液中进行测试,外加偏置电压为0 V;电化学测试‑1 3‑/4‑ ‑1在0.6 mL的5 mmol·L [Fe(CN)6] 和5.4 mL的0.1 mol·L 、pH=7.4的PBS缓冲溶液的混合溶液中进行,电位范围为‑0.4 V 0.6 V。
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