[發(fā)明專利]一種基于動態(tài)三明治結(jié)構(gòu)的電化學傳感器及其制備和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610225995.0
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105911289B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 李根喜;李超;馬潔樺;胡曉璐
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C12Q1/527
• 分類號: C12Q1/527
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 胡錫瑜

一、技術領域

本發(fā)明屬于生物電化學技術領域，具體涉及一種基于動態(tài)三明治結(jié)構(gòu)的電化學傳感器及其制備和應用。

二、背景技術

在人蛋白質(zhì)組中大約存在65萬種蛋白質(zhì)相互作用對，這些蛋白質(zhì)分子彼此間的相互作用控制著細胞絕大多數(shù)的活動，破譯這些蛋白質(zhì)分子的相互作用網(wǎng)絡不僅可以更加深入的理解這些蛋白質(zhì)是如何發(fā)揮功能并最終影響細胞活動，而且有助于人們設計更加特異性的藥物分子來治療特定的疾病。因此，在生物基礎研究領域?qū)τ诎l(fā)展靈敏、操作友好的分析方法來檢測這些蛋白質(zhì)間的相互作用事件有著內(nèi)在的迫切要求。

目前，已有多種研究蛋白質(zhì)間相互作用的方法被開發(fā)出來。比如，免疫共沉淀法作為測定蛋白質(zhì)相互作用的金標準，被廣泛使用多年(Barrios.R.M.,Brown,K.R.,Ozdamar,B.,Bose,R.,Liu,Z.,Donovan,R.S.,Shinjo,F.,Liu,Y.,Dembowy,J.&Taylor,I.W.High-Throughput Mapping of a Dynamic Signaling Network in Mammalian Cells.Science 2005,307,1621)。但是免疫共沉淀法往往需要結(jié)合蛋白印跡法或者質(zhì)譜法才能獲得最后的結(jié)果，過多的實驗步驟使得整個方法耗時耗力，大大降低了分析效率。蛋白片段互補檢測法是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)相互作用原位成像一個強有力的工具(Kerppola,T.K.Bimolecular Fluorescence Complementation(Bifc)Analysis as a Probe of Protein Interactions in Living Cells.Ann.Rev.Biophys.2008,37,465)。然而，靶蛋白上需要融合被切斷的報告酶(綠色熒光蛋白或熒光素酶等)，這些報告酶片段很可能會干擾兩種蛋白質(zhì)之間的相互作用，得到假陽性結(jié)果。至于表面等離子共振法，核磁共振法和等溫滴定量熱法等(Kerppola,T.K.Bimolecular Fluorescence Complementation(Bifc)Analysis as a Probe of Protein Interactions in Living Cells.Ann.Rev.Biophys 2008,37,465；Vaynberg,J.&Qin,J.Weak Protein-Protein Interactions as Probed by NMR Spectroscopy.Trends Biotechnol.2006,24,22；Ronkainen,N.J.,Halsall,H.B.&Heineman,W.R.Electrochemical Biosensors.Chem.Soc.Rev.2010,39,1747)，由于需要昂貴的大型儀器設備，極大的限制了它們在許多領域的應用，特別是在資源匱乏的地區(qū)。因此，如何開發(fā)更加靈敏、簡單、高效的方法來分析復雜生物環(huán)境下的蛋白質(zhì)分子間的相互作用就變得十分重要。

電化學技術由于其固有的簡單，靈敏，便攜和經(jīng)濟等性質(zhì)被廣泛用于各種生物分子的檢測中。盡管存在這些優(yōu)點，利用電化學技術研究蛋白質(zhì)相互作用仍處于探索階段，而且經(jīng)常面臨靈敏度和精確度不足的問題。近年來，隨著DNA納米技術的發(fā)展，將生物電化學技術和DNA納米技術相結(jié)合，開發(fā)各項性能更加優(yōu)異的生物傳感器成為了新的熱點(Li,C.,Li,X.,Wei,L.,Liu,M.,Chen,Y.&Li,G.Simple Electrochemical Sensing of Attomolar Proteins Using Fabricated Complexes with Enhanced Surface Binding Avidity.Chem.Sci.2015,6,4311)。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以定量檢測蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)間相互作用的生物傳感器及其制備方法和應用。本發(fā)明充分利用DNA納米技術，提出了使用電化學技術為表征手段的蛋白質(zhì)定量和蛋白質(zhì)間相互作用研究方案，以求達到成本更低、快速簡單的檢測復雜生物環(huán)境下的蛋白質(zhì)分子和蛋白質(zhì)分子間相互作用。