[發(fā)明專利]一種基于酶催化偶聯(lián)反應(yīng)與聚集誘導(dǎo)發(fā)射的生物傳感器新方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410214548.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103980883A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉世勇;汪梟睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C07D249/04;G01N21/64;G01N33/53
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于酶催化偶聯(lián)反應(yīng)與聚集誘導(dǎo)發(fā)射的生物傳感器新方法，并進(jìn)一步涉及這一新技術(shù)在多種化學(xué)、生物相關(guān)分析物的高效靈敏檢測(cè)方面的潛在應(yīng)用。?

背景技術(shù)

現(xiàn)代傳感技術(shù)包括信息變換、信息處理及接口技術(shù)等三部分。其中以信息變換為最主要部分，也被稱為說(shuō)的“傳感器(sensor)”。作為信息變換的主要手段之一的化學(xué)傳感器(chemical?sensor)是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種信息變化，如光效應(yīng)、熱效應(yīng)、場(chǎng)效應(yīng)及電磁效應(yīng)等來(lái)設(shè)計(jì)的各種精密而靈敏的探測(cè)裝置。近年來(lái)，光化學(xué)傳感器由于其本身的各種優(yōu)勢(shì)而被廣泛研究。相對(duì)于化學(xué)傳感器家族中的其它類型，光化學(xué)傳感器具有許多特殊的優(yōu)點(diǎn):易于加工成小巧、輕便和空間適應(yīng)性好的探頭；具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力；所涉及的許多光學(xué)信號(hào)測(cè)量可以通過(guò)自身參比方式獲得，無(wú)需如電化學(xué)傳感器中需要另外的參比裝置。隨著光纖通信技術(shù)的高速發(fā)展,由于光化學(xué)傳感器獲取的光學(xué)信號(hào)傳輸損耗低、容量大，因此分析科學(xué)家們對(duì)光化學(xué)傳感器的研究越來(lái)越感興趣(功能高分子學(xué)報(bào)，23(4)，413-422)。?

在生物檢測(cè)領(lǐng)域，光化學(xué)傳感器也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種生物、化學(xué)相關(guān)分析物的高靈敏度的檢測(cè)，如各種金屬離子污染物(Hg²⁺、Pb²⁺)、對(duì)生物體有毒害的氣體(CO、SO₂)、生物體內(nèi)代謝相關(guān)物質(zhì)(多巴胺、過(guò)氧化氫、糖類)、生物大分子(多肽、DNA、RNA)及特殊細(xì)胞(腫瘤細(xì)胞)的檢測(cè)(J.Am.Chem.Soc.,2006,128(23),7700-7700)。這些檢測(cè)手段的開(kāi)發(fā)為與人類生活、生存息息相關(guān)的環(huán)境保護(hù)、疾病預(yù)防與治療等提供了有效的幫助。但隨著研究的不斷深入，檢測(cè)要求也不斷提高，如何更加高精度、高選擇性及低成本的檢測(cè)待分析物仍然是當(dāng)前的重要挑戰(zhàn)。?

近些年來(lái)，熒光化學(xué)傳感器由于其易于制備、高靈敏度、低噪音和高選擇性等眾多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛開(kāi)發(fā)和研究(Anal.Chem.,2000,72(12),197-210，Anal.Chem.,2014,86(1),119-129)。但是,以前的熒光探針在實(shí)際應(yīng)用中往往存在著各種缺點(diǎn),比如說(shuō)它們的熒光強(qiáng)度線性變化范圍往往受到探針濃度限制，在聚集時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的聚集熒光猝滅現(xiàn)象而影響其檢測(cè)過(guò)程，這些缺點(diǎn)的存在大大限制了熒光探針的實(shí)際應(yīng)用范圍。辛運(yùn)的是，最近，唐本宗院士發(fā)現(xiàn)了一種聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-Induced?Emission，AIE)的特殊光學(xué)現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)為解決上述問(wèn)題提供了一條嶄新的途徑(Chem.Commun.,2001,1740-1741；Chem.Soc.Rev.,2011,40,5361-5388)。具體來(lái)說(shuō)，具有AIE性能的探針?lè)肿釉趩畏肿臃稚顟B(tài)條件下熒光很弱，其熒光發(fā)射過(guò)程被分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)能量耗散而禁阻；但在聚集狀態(tài)下，分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受到限制而使得熒光發(fā)射過(guò)程被激活，即熒光發(fā)射增強(qiáng)；而且熒光發(fā)射增強(qiáng)的程度是與探針?lè)肿泳奂潭染€性相關(guān)的。顯然，這一類型的探針?lè)肿幽軌驗(yàn)闊晒鈾z測(cè)提供更大的環(huán)境耐受性和檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍。因此，新型AIE熒光探針的合成以及將其用于化學(xué)傳感與檢測(cè)中具有重要的科學(xué)意義和重大的實(shí)用價(jià)值。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明中，我們發(fā)明了一種全新的化學(xué)傳感器方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種化學(xué)、生物相關(guān)分析物的高效靈敏檢測(cè)。設(shè)計(jì)并合成了一類由過(guò)氧化物酶的底物官能化的水溶性四苯基乙烯衍生物分子。在水溶液中加入待檢測(cè)物后，這些小分子可以被過(guò)氧化物酶催化氧化，發(fā)生分子間的偶聯(lián)聚集，從而產(chǎn)生熒光發(fā)射，根據(jù)熒光發(fā)射的強(qiáng)度可以來(lái)定量底物的濃度。通過(guò)與酶串聯(lián)反應(yīng)及酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)手段結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種生物小分子及抗原、抗體的高效檢測(cè)。?

具體地，本發(fā)明涉及以下各項(xiàng)：?

1.一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)性質(zhì)的熒光探針，其特征在于：所述熒光探針是由過(guò)氧化物酶的底物官能化的四苯基乙烯衍生物。?

2.根據(jù)1所述的熒光探針，所述過(guò)氧化物酶的底物為親水性基團(tuán)。?

3.根據(jù)2所述的熒光探針，所述親水性基團(tuán)為親水性的酪氨酸。?

4.根據(jù)1-3任一項(xiàng)所述的熒光探針，所述過(guò)氧化物酶與四苯基乙烯之間通過(guò)烷基鏈或甘醇鏈連接。?

5.根據(jù)4所述的熒光探針，其組成為下式所示，?

其中，m＝1～11。?

6.根據(jù)4所述的熒光探針，其組成為下式所示，?

其中，n＝1～8。?