[發明專利]一種熒光葡萄糖納米生物傳感器及其制備方法

無效

• 申請號: 201310646545.5
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103616361A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 彭洪尚;高少偉
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N33/52
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明屬于生化分析和定量研究的技術領域，具體涉及一種熒光葡萄糖納米生物傳感器及其制備方法。

背景技術

葡萄糖濃度的測定在臨床分析、生物技術、農業、食品工業等方面都有廣泛的應用。其中，在臨床分析中，它對于糖尿病的診斷、后續治療以及檢測細胞代謝有十分重要的意義。糖尿病是一種很常見的疾病，病人胰島素缺乏導致血糖代謝紊亂。因此，血液中的葡萄糖濃度變化比正常機體中更強烈。一系列用于檢測葡萄糖的技術相繼發展起來。

葡萄糖的檢測方法主要有分光光度法、旋光度法、氣相色譜法、比色法等。其中，分光光度法需要加入顯色劑；旋光度法由于葡萄糖結構的復雜性，僅適宜作為一種輔助的檢測方法；氣相色譜法需要經過硅醚化處理，操作比較復雜。并且，這些檢測方法大都應用于宏觀尺度的葡萄糖濃度檢測，對局域微環境的葡萄糖濃度難以實時、靈敏檢測。

基于葡萄糖氧化酶的生物傳感器對葡萄糖的檢測具有線性檢測范圍寬、特異性好、靈敏度高、響應速度快等優點，且成本較低，有很好的應用前景。葡萄糖氧化酶在氧化葡萄糖的過程中消耗氧氣，因此對氧化過程中溶氧量的檢測則可以間接反應出葡萄糖的濃度水平。對于溶氧量的檢測，熒光氧氣納米傳感器具有尺寸小、非侵入性和靈敏度高等優點。而將葡萄糖氧化酶分子偶聯到氧氣納米傳感器的表面，構建葡萄糖氧化酶熒光納米傳感器，從而對微量樣品中的葡萄糖進行快速精確的熒光檢測還未見報道。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種熒光葡萄糖納米生物傳感器，所述傳感器能夠實現在微小的環境內部（如活細胞內）或是少量樣品中的葡萄糖濃度的檢測。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種熒光葡萄糖納米生物傳感器的制備方法，該方法制備步驟簡單，容易操作，適于大規模生產。

為解決第一個技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種熒光葡萄糖納米生物傳感器，所述熒光葡萄糖納米生物傳感器包括核殼結構的熒光氧氣納米粒子和偶聯于熒光氧氣納米粒子表面的葡萄糖氧化酶功能基團；所述熒光氧氣納米粒子的核層是由十二烷基三甲氧基硅烷與聚苯乙烯雜化并摻雜熒光氧氣探針分子鉑(Ⅱ)MESO-四(五氟苯)卟吩和熒光參比分子香豆素6形成，所述熒光氧氣納米粒子的殼層為多聚賴氨酸，包覆于核層外面。

優選地，所述核殼結構的熒光氧氣納米粒子粒徑為240-260nm。

優選地，所述熒光氧氣納米粒子表面偶聯葡萄糖氧化酶功能基團后的粒徑為270-290nm。

為解決第二個技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種熒光葡萄糖納米生物傳感器的制備方法，包括以下制備步驟：

1)將質量比為1-3:1-3:44-48:50的鉑(Ⅱ)MESO-四(五氟苯)卟吩、香豆素6、聚苯乙烯和十二烷基三甲氧基硅烷溶解于四氫呋喃中，溶液中的總濃度為0.1-0.3％；

2)配制濃度為0.02-0.04mg/ml的多聚賴氨酸的去離子水溶液，并用氨水調整多聚賴氨酸的去離子水溶液pH值為8-9；

3)取300-500μL步驟1)所述四氫呋喃溶液，在超聲震蕩條件下注入到步驟2)所述多聚賴氨酸的去離子水溶液中，得到懸浮液，經超聲震蕩1-3小時后，隨后在去離子水中透析12-48小時，即得到核殼結構的熒光氧氣納米粒子；

4)在步驟3)所述核殼結構的熒光氧氣納米粒子中，首先加入與多聚賴氨酸等物質的量的戊二醛，在20-25°C的條件下震蕩3-5分鐘，然后加入濃度為1000-2000ppm的葡萄糖氧化酶水溶液，加入的葡萄糖氧化酶的質量是熒光氧氣納米粒子質量的10-20倍，在20-25°C的條件下震蕩1-2小時，實現葡萄糖氧化酶與納米顆粒的偶聯，即得到熒光葡萄糖納米生物傳感器。

本發明的有益效果：

本發明葡萄糖納米生物傳感器具有響應時間快、靈敏度高和穩定性好的優點，熒光氧氣納米粒子中的PLL殼層使得傳感器擁有很好的生物相容性和低毒性；對葡萄糖的檢測下限可達到0.5m?mol/L。該傳感器由于具有納米級的尺寸和良好的生物相容性，可以用于生物體內微小環境（如活細胞內）以及人體體液（如血漿）葡萄糖濃度的檢測。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1是本發明實施例1的表面偶聯葡萄糖氧化酶功能基團后的熒光氧氣納米粒子結構示意圖。

圖2是本發明實施例1核殼結構的熒光氧氣納米粒子的SEM圖。