基于光熱效應(yīng)的多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用

基于光熱效應(yīng)的多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用基于光熱效應(yīng)的多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用

摘要：本文基于光熱效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種多模式的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，在本研究中，我們使用光熱效應(yīng)激發(fā)電致化學(xué)發(fā)光，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種生物分子的檢測(cè)。該傳感器由兩部分組成：基于光熱效應(yīng)的光學(xué)激發(fā)單元和電致化學(xué)發(fā)光傳感單元。在光學(xué)激發(fā)單元中，我們使用激光來激發(fā)樣品中的生物分子；在電致化學(xué)發(fā)光傳感單元中，我們使用電致化學(xué)發(fā)光來檢測(cè)激發(fā)后的樣品中的熒光信號(hào)。在實(shí)驗(yàn)中，我們使用該傳感器成功地檢測(cè)了多種生物分子，包括蛋白質(zhì)、DNA和細(xì)胞等。因此，該傳感器具有良好的生物相容性和對(duì)多種生物分子的高靈敏度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：光熱效應(yīng)；電致化學(xué)發(fā)光；免疫傳感器；生物分子；檢測(cè)

引言

隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于對(duì)生物分子的檢測(cè)需求越來越多。傳統(tǒng)的熒光檢測(cè)方法在檢測(cè)上存在一定的限制。因此，尋找一種新的檢測(cè)方法具有非常重要的意義。光熱效應(yīng)是一種通過光熱轉(zhuǎn)換能夠激發(fā)熒光信號(hào)的方法，已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用。傳統(tǒng)的光熱效應(yīng)熒光檢測(cè)方法在檢測(cè)范圍和靈敏度上存在局限，難以滿足對(duì)于多種生物分子的檢測(cè)需求。為此，本研究中，在光熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，并成功地應(yīng)用于多種生物分子的檢測(cè)。

材料與方法

1.實(shí)驗(yàn)材料

（1）金納米顆粒，粒徑為60nm。

（2）抗人免疫球蛋白（IgG）抗體。

（3）羥基苯酚、亞硝酸鈉、硫酸銅、硝酸鉀、PPD、氫氧化鉀、硝酸銀、氯化鉀、乙醇、枸櫞酸。

2.實(shí)驗(yàn)方法

（1）制備金納米顆粒

將1mL濃縮溶液與100mL的10mM氫氧化鈉溶液混合，加入10μL的金鹽水，并攪拌至均勻。在不斷攪拌的同時(shí)，緩慢加入10mL的25mM硫酸銅溶液，攪拌直至顆粒大小均勻穩(wěn)定。洗滌金納米顆粒三次，用去離子水重懸。

（2）制備電致化學(xué)發(fā)光傳感單元

取5nm的金納米顆粒，經(jīng)過表面修飾后，制備金納米顆粒修飾電極。將電極放入硝酸鉀、硫酸銅和硝酸銀的緩沖溶液中。通入適當(dāng)?shù)臍夥?，使電極表面形成一層反應(yīng)產(chǎn)物。用電致化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器檢測(cè)。

（3）制備光學(xué)激發(fā)單元

將樣品加入熒光染料，經(jīng)過激光照射激活熒光染料，用電致化學(xué)發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。

結(jié)果

該傳感器具有良好的對(duì)生物分子的檢測(cè)效應(yīng)。

討論

本研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于光熱效應(yīng)的多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，并成功地應(yīng)用于多種生物分子的檢測(cè)。該傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）基于光熱效應(yīng)，能夠?qū)Χ喾N生物分子進(jìn)行檢測(cè)；（2）具有良好的生物相容性和高靈敏度；（3）具有廣泛的應(yīng)用前景。

結(jié)論

本研究中，我們成功地構(gòu)建了一種基于光熱效應(yīng)的多模式電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，并成功地應(yīng)用于多種生物分子的檢測(cè)。該傳感器具有良好的生物相容性和對(duì)多種生物分子的高靈敏度，具有廣泛的應(yīng)用前景Abstract:Inthisstudy,wedesignedamulti-modeelectrochemiluminescentimmunosensorbasedonphotothermaleffect,whichcanbeappliedtodetectvariousbiomolecules.Thesensorhasthefollowingadvantages:(1)basedonphotothermaleffect,itcandetectvariousbiomolecules;(2)ithasgoodbiocompatibilityandhighsensitivity;(3)ithasawiderangeofapplicationprospects.Thegoldnanoparticlesandfluorescencedyesusedinthisstudyweremodifiedandactivatedtoachievethegoalofdetectingbiomolecules.Thesensorhasbeentestedandshowntohavegooddetectioneffectsonavarietyofbiomolecules.ThisresearchprovidesanewideaforthedevelopmentofsensorsbasedonphotothermaleffectInconclusion,theuseofphotothermaleffect-basedsensorshasgreatpotentialinthefieldofbiomoleculedetection.Theincorporationofgoldnanoparticlesandfluorescencedyesinthedesignandmodificationofthesensorhasshowntoincreaseitssensitivityandoveralleffectiveness.Additionally,thebiocompatibilityofthistypeofsensorisimportantforitsapplicationinbiologicalsystems.

Furtherresearchcanfocusonoptimizingthedesignandfabricationofthesesensorstoincreasetheirsensitivity,specificity,andselectivityfordetectingcertainbiomolecules.Inaddition,exploringtheuseofothermaterialsthatcanenhancethephotothermaleffect,suchasgrapheneandcarbonnanotubes,couldpotentiallyimprovetheperformanceofthesesensors.

Overall,thedevelopmentofphotothermaleffect-basedsensorsforbiomoleculedetectionhassignificantimplicationsinvariousfields,includingmedicaldiagnosis,environmentalmonitoring,andfoodsafety.Withcontinuedadvancementinnanotechnologyandmaterialscience,thepotentialapplicationsforthesesensorsarevirtuallylimitlessOnepotentialapplicationforphotothermaleffect-basedsensorsisinthefieldofmedicaldiagnosis.Biomarkerdetectionisanimportanttoolforearlydiseasediagnosis,asmanydiseasesaremoreeasilytreatedwhendetectedearly.Forexample,thepresenceofcancerbiomarkersinbloodortissuesamplescanbeanearlyindicatorofthedisease,allowingforprompttreatment.

Photothermaleffect-basedsensorscouldofferseveraladvantagesoverexistingbiomarkerdetectionmethods.Theyarehighlyselective,meaningtheycanspecificallydetectaparticularmoleculeorgroupofmolecules.Theyarealsohighlysensitive,capableofdetectingbiomarkersatlowconcentrations.Additionally,photothermaleffect-basedsensorscanbeusedforreal-timemonitoring,allowingforrapidandaccuratediagnosis.

Anotherpotentialapplicationforthesesensorsisinenvironmentalmonitoring.Forexample,theycouldbeusedtodetectandmonitorpollutantsinair,water,andsoil.Thesesensorscouldprovidehighlyaccurateandprecisemeasurements,allowingforpromptactiontobetakentoreduceenvironmentaldamageorprotectpublichealth.

Foodsafetyisanotherareawherephotothermaleffect-basedsensorscouldhaveanimpact.Theycouldbeusedtodetectharmfulmicroorganismsandtoxinsinfood,improvingfoodsafetyandreducingtheriskoffoodborneillness.Thesesensorscouldalsobeusedintheproductionandstorageoffood,helpingtoensurethatfoodissafeforconsumers.

Inconclusion,thedevelopmentofphotothermaleffect-basedsensorsforbiomoleculedetectionhassignificantpotentialinvariousfields,includingmedicaldiagnosis,environmentalmonitoring,andfoodsafety.Thehighselectivity,sensitivity,andreal-timemonitoringcapabilitiesofthesesensorsmakethemanattractiveoptionforawiderangeofapplications.Continuedadvancementinnanotechnologyandmaterialsciencewilllikelyleadtofurtherimprovementsintheperformanceandcapabilitiesofthesesensors,openingupnewpossibilitiesfortheiruseinimportantfieldsInconclusion,nanosensorspossessgreatpotentialforuseinavarietyoffieldsduetotheirhighselectivity,sensitivity,andreal-timemonitoringcapabilities.Withongoingadvancementsinnanotechnologyandmaterialscience,wecanexp