[發明專利]一種用于NADH電化學檢測的復合電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201410549020.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104316585A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李宗霖;丁顯廷;劉碩鵬;蘇文瓊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/26
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明屬于電化學檢測領域，涉及一種電化學檢測的復合電極，尤其涉及一種用于NADH電化學檢測的復合電極及其制備方法。

背景技術

NADH是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide?adenine?dinucleotide，NAD+)的還原形式，可以促進多糖、蛋白、核酸的合成和代謝，在增加物質轉運和調控的同時，能活化生物體內多酶系統，改善代謝功能^[1][2]。在癌癥腫瘤方面，Qianru^[3]研究發現，乳腺癌細胞中NADH的聚集濃度是正常乳腺細胞的1.8倍，兩種細胞中自由NADH和酶聯NADH的比率也不同。Weihong^[4]研究推測NADH可能是腫瘤化療過程中的重要調節劑。Brambilla^[5]等研究發現有機物叔丁基過氧化氫可導致細胞功能損失，而線粒體內NADH能抑制線粒體膜電位下降，對線粒體功能起保護作用。Fernande^[6]等研究表明，NADH在與鉻反應形成相對穩定的鉻-NADH復合物后，可以抑制需氧細胞在代謝過程中對一系列活性氧簇(reactive?oxygen?species,ROS)的產生，進而保護細胞免受重金屬鉻酸鹽誘導的血紅蛋白氧化和過氧化損傷。同時，研究表明，NADH在延緩軸突變性的方面發揮著重要的作用^[7]，而軸突變形是神經退行性疾病發病的重要原因之一。在對帕金森綜合征患者的研究中發現，患者腦內四氫生物喋呤和二氫喋呤還原酶明顯減少，這樣也為臨床上將NADH用于細胞保護治療提供了相應的理論基礎^[8]。此外，單位菌體胞內NADH含量恒定^[9][10]，細菌菌數與NADH含量應呈正相關關系，諸如發酵過程細胞濃度及其生長代謝狀態狀況的各種參數等則可通過測定NADH來監測^[11]。NADH的含量已經證實對包括癌癥腫瘤、帕金森綜合癥在內的多種疾病以及細胞衰竭與死亡、單體細菌菌數等有直接相關性。因此，對細胞內NADH含量進行高靈敏度的檢測將為相關重大疾病的早期診斷和相關細菌的監控提供新的途徑。

華東理工大學楊弋等人申請了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸基因編碼熒光探針及其制備方法和應用的專利(申請號：CN201110288807.6)，該申請公開了一種遺傳編碼的NADH熒光探針，其內含有對環境內NADH敏感的多肽和通過光譜性質的改變對環境內NADH進行表現的部分，可以實現對NADH、NAD+和NADH/NAD+比率的檢測，但是所需設備龐大且價格昂貴；沈陽藥科大學邸欣等人申請了一種γ-氨基丁酸轉氨酶抑制劑的篩選方法的專利(申請號：CN201310073528.7)，該申請利用毛細管電泳技術，對γ-氨基丁酸轉氨酶的酶聯反應產物NADH定量分析，篩選出中藥中具γ-氨基丁酸轉氨酶抑制作用的活性組分，該技術對于NADH的檢測方法快速但是靈敏度低；中國科學院長春應用化學研究所由天艷等人申請了鈀納米顆粒/碳納米纖維復合物、制法及其在電催化的應用的專利(申請號：CN200910067537.9)，該申請涉及鈀納米顆粒/碳納米纖維復合物、制法及其在電催化中的應用，該復合物對NADH檢測的線性范圍為0.2μm-716.6μm，檢測限為0.2μm，檢測便捷卻未能降低NADH的氧化電壓，檢測限較高。

受DNA折紙技術的啟發，本發明則嘗試利用DNA構建三維空間結構，并通過引入巰基將該三維結構固定在金電極表面以增加電極有效接觸面積，從而降低NADH的氧化電壓。

參考文獻：

[1]Birkmayer?GD,NADH-the?energizing?coenzyme[M].New?York:Keats?Publishing,1998.18.

[2]Birkmayer?GD,All?about?NADH[M].New?York:Avery?Publishing,2000.21.

[3]Yu?Q,Heikal?AA.Two-photon?autofluorescence?dynamics?imaging?reveals?sensitivity?of?intracellular?NADH?concentration?and?conformation?to?cell?physiology?at?the?single-cell?level[J].Journal?of?Photochemistry?and?Photobiology?B:Biology,2009,95(1):46-57.