基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法

本发明涉及分析化学，具体涉及一种基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法。

背景技术：

1、据国家癌症中心发布的最新数据分析，我国恶性癌症发病、死亡数持续上升，每年恶性癌症所致的医疗花费超过2200亿。研究发现癌症发病率持高不下的主要原因是临床就诊早期病例少、早诊率低以及晚期病例临床诊治不规范。因此，我国应扩大癌症的筛查及早诊早治覆盖面等，降低我国癌症死亡率。目前，癌症的早期诊断主要通过癌症标志物的检测来确诊是否患有癌症疾病。目前，常见的癌症标志物检测方法有化学发光免疫、酶联免疫、放射免疫等。但是，这些方法大都只能检测一种癌症标志物，这不足以准确诊断疾病。近年来，多元免疫分析引起了广泛关注。癌症标志物的多元免疫检测可以缩短检测时间，提供更高的样品通量，提高癌症诊断的准确性。因此，开发癌症标志物的多元检测方法对治疗癌症疾病具有重要意义。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本发明旨在提供一种基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法。

2、技术方案：本发明所述的基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法，包括以下步骤：

3、(1)制备具有结构色的导电光子晶珠；

4、(2)依次在导电无定型光子晶珠上偶联待测癌症标志物的一抗、抗原和量子点标记的二抗，形成导电复合微球；

5、(3)将导电复合微球放置在含有共反应试剂/缓冲液的混合溶液的双极电极电化学池中；

6、(4)在双极电极电化学池两端施加驱动电压，记录导电复合微球上的结构色图像和双极电极-电化学发光现象。

7、进一步地，步骤(1)中，所述导电光子晶珠为sio2/cnts导电光子晶珠或sio2/gox导电光子晶珠，直径为170-250μm；所述导电光子晶珠基于毛细管微流控芯片制备，其中，sio2与cnts或gox的质量比为3-10:1，优选为9:1，具有良好的导电性和鲜明的结构色。

8、进一步地，步骤(2)中，所述癌症包括肺癌、胃癌、乳腺癌、肝癌、胰腺癌、结肠癌、直肠癌、卵巢癌和前列腺癌；所述量子点为cdte qds、cds qds或cdte@cds qds；所述导电无定型光子晶珠上偶联前还包括预处理：在导电无定型光子晶珠表面接枝羧基基团。

9、进一步地，步骤(3)中，所述共反应试剂为三丙胺、三乙醇胺、过硫酸钾或过氧化氢，所述缓冲液为pbs缓冲液、tris缓冲液或hepes缓冲液；所述双极电极电化学池为设置有固态微通道的双极电极电化学池，固态微通道的宽度是双极电极电化学池宽度的1/5-1/30，固态微通道的长度为3-10mm。

10、进一步地，步骤(4)中，所述驱动电压为35-65v/cm，驱动电压随导电光子晶珠的直径的变化而变化，导电光子晶珠的直径越大，驱动电压越小；所述导电复合微球上的结构色图像由金相显微镜记录；所述导电复合微球上的双极电极-电化学发光现象由智能手机、普通相机或ccd相机记录。

11、发明原理：本发明在普通光子晶体微球中掺杂导电材料，可制得长程无序、短程有序的无定型的光子晶球。通过改变单分散胶体颗粒(二氧化硅)的大小可以改变结构色的颜色，二氧化硅纳米球的粒径越大，结构色越红移。且掺杂导电材料越多，制得的光子晶体微球的导电性越好，但其结构色越差。因此，需要综合考虑结构色性能和导电性能，选出一个最优的掺杂比例9:1。

12、本发明将导电光子晶珠作为双极电极，可应用于双极电极-电化学发光成像中。但是，双极电极在普通电化学池中符合“微纳米导电微球需要超高的驱动电压才能诱发电化学反应”这一理论。将制得的导电光子晶珠放入普通电化学池中，实验发现，需要至少112.3v/cm的驱动电压才能激发产生电化学发光。而在电化学池中设置了微通道后，只需最低35v/cm的驱动电压就可观察到电化学发光现象。本发明实现了光子晶体编码与电化学发光技术的首次联用，为多组分的定量和定性检测开辟了新方向，也进一步拓展了电化学发光技术在医疗诊断、生化分析领域的应用。

13、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

14、(1)本发明制备的导电光子晶珠结构色鲜明，不随观察角度的变化而发生变化，且拥有优异的导电性能，并且粒径尺寸可控，通过调节分散相和流动相的流速，实现微乳液滴和微球粒径尺寸的可控化制备；

15、(2)本发明以导电光子晶珠作为双极电极，以光子晶体的结构色为编码信号，结合电化学发光技术，实现光子晶体编码与电化学发光技术的首次联用，为多组分的定量和定性检测提供新思路。

技术特征：

1.基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述导电光子晶珠为sio2/cnts导电光子晶珠或sio2/gox导电光子晶珠，直径为170-250μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述癌症包括肺癌、胃癌、乳腺癌、肝癌、胰腺癌、结肠癌、直肠癌、卵巢癌和前列腺癌。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述量子点为cdte qds、cdsqds或cdte@cds qds。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述导电无定型光子晶珠上偶联前还包括预处理：在导电无定型光子晶珠表面接枝羧基基团。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述共反应试剂为三丙胺、三乙醇胺、过硫酸钾或过氧化氢。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述双极电极电化学池为设置有固态微通道的双极电极电化学池，固态微通道的宽度是双极电极电化学池宽度的1/5-1/30，固态微通道的长度为3-10mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述驱动电压为35-65v/cm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述导电复合微球上的结构色图像由金相显微镜记录。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述导电复合微球上的双极电极-电化学发光现象由智能手机、普通相机或ccd相机记录。

技术总结
本发明公开了一种基于光子晶珠的电化学发光传感器检测癌症标志物的方法，属于分析化学技术领域。本发明以无定型的导电光子晶珠为双极电极，以光子晶珠的结构色为编码信号，首次将光子晶体编码和BP‑ECL成像技术相结合，用于癌症标志物的多元检测。本发明基于导电光子晶珠编码微球的BP‑ECL多元传感器的成功构建，为电化学发光多元检测技术提供了新的思路，并为电化学发光编码技术的开发奠定了基础。

技术研发人员：丁收年,王晓艳,侯海燕,吴升铜,林逸之
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14