基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極、制備方法及應用，解決了現有電化學檢測癌細胞技術引入外界物質損傷細胞、影響檢測結果的問題，該電極是通過將金納米粒子修飾的電極浸入到巰基脂肪酸和二茂鐵基烷基硫醇的混合溶液中，組裝5-12小時，然后浸入到1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中，室溫下活化0.5-2小時，然后浸入到葉酸水溶液中反應0.5-2小時，共價交聯葉酸分子后，用超純水沖洗電極表面而制得的。本發明專利技術制備的基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極用于檢測癌細胞靈敏度高，具有良好的選擇性和穩定性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極、制備方法及應用，屬于生物分析領域。
技術介紹
癌癥是一種嚴重危害人類健康的疾病。據世界衛生組織統計，當今世界每隔6秒就有一個生命被癌癥奪去，使人們談癌色變。癌癥的早期及時診斷和治療為癌癥的治愈提供了很大機會。現有的癌癥檢測方法有熒光成像，磁共振成像，計算機層析成像，X射線攝影和超聲技術，但是這些技術不僅成本高、耗時長、檢測環境苛刻，而且伴有一定程度的放射性風險，因而，開發一種簡單快速、低成本、高靈敏的檢測方法對于癌癥早期診斷具有重要的意義。電化學檢測方法由于具有高靈敏度、操作簡單快速、低成本、低能耗等優點，在細胞傳感器方面引起了廣泛的研究。電化學細胞傳感器的制備一般基于監測傳感界面的電流或阻抗的信號變化，這些信號變化與細胞的生理狀態，例如細胞活性、增殖和凋亡以及細胞數量直接相關，從而實現對細胞數量和生理狀態的檢測。基于細胞本身帶有負電性，通過構建正電的電化學傳感界面，利用靜電吸附實現細胞的固定和檢測。然而這種基于靜電作用只能實現細胞的非特異性固定，多數應用于細胞的生理狀態監測，以及藥物篩選方面的研究，并不能夠滿足細胞選擇性檢測的需求。祀向結合技術的發展實現了細胞傳感器的特異性識別。例如，(ElectrochimicaActa，61，2012, 179-184)文獻公開了基于葉酸功能化的金納米粒子修飾電極檢測癌細胞的方法是利用在電極表面修飾的金納米粒子上修飾具有選擇性識別癌細胞的功能性分子葉酸分子(FA)，電解質溶液中加入游離的的氧化還原探針鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀，用于提供電化學檢測信號，基于葉酸分子對癌細胞的特異性結合，從而影響電化學信號的變化實現癌細胞的選擇性檢測。但是，該方法中引入的外部電化學探針鐵氰化鉀、亞鐵氰化鉀在生理環境下很容易發生變質，有損細胞和組織的活性，影響檢測結果。
技術實現思路
為解決現有癌細胞檢測過程中引入外部化學物質對細胞產生損壞而影響檢測結果的技術問題，本專利技術提供一種基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極、制備方法及應用。本專利技術提供基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極的制備方法，該方法包括以下步驟(I)制備金納米粒子修飾的電極；(2)將金納米粒子修飾的電極浸入到巰基脂肪酸和二茂鐵基烷基硫醇的混合溶液中，組裝5-12小時，然后浸入到I- (3- 二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中，活化O. 5-2小時，然后浸入到葉酸水溶液中反應O. 5-2小時，共價交聯葉酸分子，取出，用水沖洗電極表面，制得基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極。優選的是，所述的巰基脂肪酸為含8-16個碳原子的巰基脂肪酸，尤其優選8-巰基辛酸，9-巰基壬酸，10-巰基癸酸，11-巰基十一酸，12-巰基十二酸，13-巰基十三酸，14-巰基十四酸，15-巰基十五酸或者16-巰基十六酸。優選的是，所述的_■茂鐵基燒基硫醇為含6_11個碳原子的_■茂鐵基燒基硫醇，尤其優選6- 二茂鐵基己硫醇，7- 二茂鐵基庚硫醇，8- 二茂鐵基辛硫醇，9- 二茂鐵基壬硫醇，10- 二茂鐵基癸硫醇或者11- 二茂鐵基十一硫醇。優選的是，所述的疏基脂肪酸和_■茂鐵基燒基硫醇的混合溶液由疏基脂肪酸和_■茂鐵基烷基硫醇按質量比5-10溶于乙醇溶液中制得。優選的是，所述的疏基脂肪酸和_■茂鐵基燒基硫醇的混合溶液中，疏基脂肪酸的濃度為1.0-10 mmol/L，二茂鐵基烷基硫醇的濃度為1.0-10 mmol/L。優選的是，所述的I-(3-二甲基氨基丙基)-3_乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液由I-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺按物質的量比1-5溶于水中制得。優選的是，所述的I-(3-二甲基氨基丙基)-3_乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亞胺鹽酸鹽的濃度為10-75 mmol/L, N-輕基琥拍酰亞胺的濃度為10-75 mmol/L。優選的是，所述的葉酸水溶液的濃度為50-150 mmol/L。本專利技術還提供由上述方法制備的基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極。本專利技術還提供基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極在檢測癌細胞方面的應用，包括以下步驟(I)將基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極與對電極和參比電極組成三電極體系，制得電化學傳感器；(2)在電解質溶液中，采用差分脈沖伏安法，檢測癌細胞。優選的是，所述的電解質溶液為NaClO4溶液或者KClO4溶液，濃度為0. 05-0. 2mol/L0優選的是，所述差分脈沖伏安法，測試參數為調整時間為50 ms,間隔時間為0. 5s，調制振幅為50 mV，階躍電勢為5 mV，掃描范圍為0. 1-0. 7 V。本專利技術的有益效果為(I)本專利技術在電極表面修飾的金納米粒子上同時修飾具有選擇性識別癌細胞的功能性葉酸分子(FA)和能夠產生電化學信號的氧化還原型探針分子二茂鐵基烷基硫醇，基于葉酸分子對癌細胞表面過表達的葉酸受體(FR)的特異性識別，細胞傳感界面能夠選擇性結合癌細胞，固定在界面上的癌細胞對內部的探針分子電化學反應產生抑制，引起電化學信號的降低，實現對癌細胞的選擇性檢測；(2)本專利技術的納米尺度的三維金納米粒子具有很大的比表面積，能夠結合更多的氧化還原探針分子二茂鐵基烷基硫醇，金納米粒子良好的導電性促進了表面固定的探針分子與底部電極間的電子轉移反應，探針分子的固定化避免了外部化學探針的引入對細胞活性的影響，且納米粒子用于探針的固定化平臺可以實現更多探針固定到電極表面，提高了檢測靈敏度，實現信號放大的效果，可應用于癌細胞的早期檢測；(3)本專利技術的癌細胞檢測采用差分脈沖伏安法(DPV)，在一分鐘以內即可完成電化學測試，快速的檢測能夠減少長時間電場效應降低細胞活性的風險，從而進一步提高了檢測靈敏度；(4)本專利技術所述一種基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極用于電化學檢測癌細胞具有良好的穩定性，經過多次循環伏安掃描還能夠保持原有的信號強度。中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作電極不同掃速下中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作電極在電解質溶中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)/FA工作電極在浸入食鹽附圖說明圖I為本專利技術實施例I中Au/HDT/AuNPs/(MHDA-HT-Fc)工作電極和對比例I中Au/(MHDA-HT-Fc)工作電極的循環伏安圖；圖2為本專利技術實施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作電極在不同掃速下的循環伏安圖；圖3為本專利技術實施例I的峰電流與掃速的線性關系；圖4為本專利技術實施例I液中連續電位掃描的循環伏安5為本專利技術實施例I水前后的循環伏安圖；圖6為本專利技術實施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作電極在相同濃度人宮頸癌細胞溶液中孵育不同時間后的DPV響應峰電流；圖7為本專利技術實施例I中Au/HDT/AuNPs/ (MHDA-HT-Fc) /FA工作電極在不同濃度人宮頸癌細胞溶液中孵育后的DPV響應曲線本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)制備金納米粒子修飾的電極；(2)將金納米粒子修飾的電極浸入到巰基脂肪酸和二茂鐵基烷基硫醇的混合溶液中，組裝5?12小時，然后浸入到1?(3?二甲基氨基丙基)?3?乙基碳化二亞胺鹽酸鹽和N?羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中，活化0.5?2小時，然后浸入到葉酸水溶液中反應0.5?2小時，共價交聯葉酸分子，取出，用水沖洗電極表面，得到基于葉酸和二茂鐵功能化的金納米粒子修飾的電極。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉吉洋，徐善玲，汪天書，劉亞青，汪爾康，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：
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