本發(fā)明中基于光電化學(xué)(pec)和有機(jī)電化學(xué)晶體管(oect)，設(shè)計(jì)了一種新型有機(jī)光電化學(xué)晶體管(opect)器件，并成功構(gòu)建了opect生物傳感平臺，實(shí)現(xiàn)了人乳腺癌細(xì)胞(mcf-7)的分析檢測。該技術(shù)具有更優(yōu)秀的放大能力和高靈敏度，在很大程度上達(dá)到了減少背景和偏置的效果。將已經(jīng)被巰基功能化的頂部帶有適配體的dnanth固定在光電材料表面以捕獲細(xì)胞。與傳統(tǒng)的單鏈dna相比，dna?nth具有更高的穩(wěn)定性和方向性調(diào)控。構(gòu)建了opect光電生物傳感器具有較高的選擇性和靈敏度，實(shí)現(xiàn)了對mcf-7的靈敏檢測，為提高癌癥患者的生存率提供了一種新思路。

背景技術(shù)：

1、隨著pec和oect的不斷探索，提出了一種新型靈敏生物傳感器的概念。該概念是將光電化學(xué)(pec)和有機(jī)電化學(xué)晶體管(oect)結(jié)合在一起的有機(jī)光電化學(xué)晶體管(opect)。它結(jié)合了pec中激發(fā)源與信號檢測系統(tǒng)分離的優(yōu)勢，以及結(jié)合了oect的內(nèi)在的信號放大的功能。相對于傳統(tǒng)的pec和oect生物傳感器而言，它大大的提高了傳感器的靈敏度，降低了背景信號，并且不需要外加?xùn)艠O電壓。有機(jī)光電化學(xué)晶體管傳感的應(yīng)用廣泛，已被成功應(yīng)用于多種領(lǐng)域，包括疾病診斷、生物分析、超級電容等領(lǐng)域都留下了無限的潛力。該器件有望激發(fā)未來材料生物相容性和光生物材料相互作用的探索，并進(jìn)一步推動先進(jìn)有機(jī)電子學(xué)的應(yīng)用和研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明中基于光電化學(xué)(pec)和有機(jī)電化學(xué)晶體管(oect)，設(shè)計(jì)了一種新型有機(jī)光電電化學(xué)晶體管(opect)器件，并成功構(gòu)建了opect生物傳感平臺，實(shí)現(xiàn)了人乳腺癌細(xì)胞(mcf-7)的分析檢測。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路為：

3、采用簡單反應(yīng)法制備了bivo4-znin2s4光電材料。將金納米粒子直接集成在電極表面，構(gòu)建opect光電傳感平臺。使用已被巰基功能化的頂部帶有適配體的dnanth固定在光電材料表面以捕獲細(xì)胞，與傳統(tǒng)的單鏈dna相比，dna?nth具有更高的穩(wěn)定性和方向性調(diào)控。由于muc1蛋白在細(xì)胞膜上過表達(dá)，可以特異性捕獲mcf-7細(xì)胞。引入mcf-7細(xì)胞后，電流信號顯著降低。該傳感大大的提高了傳感器的靈敏度，降低了背景信號，并且無需外加?xùn)艠O電壓。在生物傳感、臨床檢測、環(huán)境監(jiān)測中有廣泛的應(yīng)用前景。

4、本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

5、使用已被巰基功能化的頂部帶有適配體的dnanth固定在光電材料表面以捕獲細(xì)胞，與傳統(tǒng)的單鏈dna相比，dnanth具有更高的穩(wěn)定性和方向性調(diào)控。相對于傳統(tǒng)的pec和oect生物傳感器而言，它大大的提高了傳感器的靈敏度，降低了背景信號，并且不需要外加?xùn)艠O電壓。該器件在生物傳感、臨床檢測、環(huán)境監(jiān)測中有廣泛的應(yīng)用前景，并且有望激發(fā)未來材料生物相容性和光生物材料相互作用的探索，并進(jìn)一步推動先進(jìn)有機(jī)電子學(xué)的應(yīng)用和研究。

技術(shù)特征：

1.一種基于bivo4-znin2s4的有機(jī)光電化學(xué)晶體管生物傳感器的構(gòu)建方法，其特征在于：該裝置以制備的bivo4-znin2s4作為光電活性材料，創(chuàng)建超靈敏的opect傳感平臺，并將其用于人乳腺癌細(xì)胞(mcf-7)的檢測。利用溝道電流對柵極電流放大的性質(zhì)，極大的提高了檢測的靈敏度。當(dāng)bivo4-znin2s4收到光激發(fā)，會產(chǎn)生高效的電子轉(zhuǎn)移。由于頂部帶有適配體的dnanth具有較大的位阻效應(yīng)，使得opect響應(yīng)強(qiáng)度降低。之后，加入mcf-7細(xì)胞被適配體捕獲后的進(jìn)一步增加，使opect響應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)一步降低。從而，建立了mcf-7濃度與opect響應(yīng)值之間的關(guān)系，以達(dá)到對實(shí)際血液樣品中的mcf-7的快速靈敏檢測。

2.一種基于bivo4-znin2s4的有機(jī)光電化學(xué)晶體管生物傳感器的構(gòu)建方法，其特征在于，包括如下步驟：

3.按權(quán)利要求2所述的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟1中，所述bi(no3)3·5h2o和ki均為1.5mmol，乙二醇和去離子水均為30ml；電沉積過程在-0.3v下恒電位進(jìn)行10s和-0.1v下恒電位下進(jìn)行300s；馬弗爐的反應(yīng)過程為450℃下退火2h(1℃/分鐘)；naoh的濃度為0.1mol/l；電極在反應(yīng)釜中為90℃下進(jìn)行2h。

4.按權(quán)利要求2所述的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟2中，所述mptms與乙醇的體積比為1：95；經(jīng)乙醇清洗后置于烘箱中80℃反應(yīng)30min；電極浸入aunps中反應(yīng)10h；滴加的dnanth溶液為體積為10μl，濃度為1μμ，4℃下反應(yīng)12h；mch的濃度為1mm，反應(yīng)時間為30min；滴加mcf-7細(xì)胞的體積為30μl，濃度為1×104cell?ml-1，室溫下反應(yīng)時間為40min。

5.按權(quán)利要求2所述的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟3中，teoa的濃度為0.1m。

6.將權(quán)利要求2～5任一項(xiàng)所述構(gòu)建方法制得的基于bivo4-znin2s4的有機(jī)光電化學(xué)晶體管生物傳感器用于檢測mcf-7的用途。

7.一種權(quán)利要求1～2所述有機(jī)光電化學(xué)晶體管生物傳感器檢測mcf-7的方法，其特征在于：所述傳感器的靈敏度和選擇性都有顯著提高。

技術(shù)總結(jié)
開發(fā)一種高靈敏度的CTCs檢測傳感系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)人乳腺癌細(xì)胞(MCF?7)的檢測和分析。采用簡單反應(yīng)法制備了BiVO4?ZnIn2S4光電材料。將金納米粒子直接集成在電極表面，構(gòu)建OPECT光電傳感平臺。使用已被巰基功能化的頂部帶有適配體的DNANTH固定在光電材料表面以捕獲細(xì)胞，與傳統(tǒng)的單鏈DNA相比，DNANTH具有更高的穩(wěn)定性和方向性調(diào)控。由于MUC1蛋白在細(xì)胞膜上過表達(dá)，可以特異性捕獲MCF?7細(xì)胞。引入MCF?7細(xì)胞后，電流信號顯著降低。該有機(jī)光電化學(xué)晶體管生物傳感器具有較高的選擇性和靈敏度，實(shí)現(xiàn)了對MCF?7的靈敏檢測。該傳感系統(tǒng)為提高癌癥患者的檢測率提供了一種新的思路，在生物傳感、臨床檢測中有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：周宏,王雪,姜德剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10