[發明專利]一種簡單高效的可視化生物傳感信號放大方法

在審

• 申請號: 201810024490.7
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108414745A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 聶瑾芳;王兵月;張云;黃錦坤;唐貝兮
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種簡單高效的可視化生物傳感信號放大方法。利用樣品溶液中的目標分析物，通過特異性分子識別反應，將物理包埋催化性納米材料的功能化復合物探針結合到固相平臺表面；改變該固相平臺表面的環境因素，將催化性納米材料從功能化復合物探針釋放到溶液中；往該混合溶液加入弱酸性2?(N?嗎啉)乙磺酸溶液和氯金酸溶液，快速生成紅色納米金溶液。紅色納米金溶液形成時間反比于分析物濃度。使用電池驅動的廉價小型計時器進行信號讀取，實現分析物的低成本便攜式定量檢測。本發明具有操作簡單、成本低廉、不需使用專業分析儀器設備、適于現場分析和即時檢測等優點；能直接推廣應用于醫學診斷、環境監測、食品安全等諸多領域。

技術領域

本發明屬于納米生物傳感技術領域，具體涉及一種簡單高效的可視化生物傳感信號放大方法。

背景技術

生物傳感技術是化學、生物學、物理學等多學科交叉融合而發展起來的一個新興而活躍的研究領域。自1967年Updike和Hicks采用酶固化技術研制出第一支生物傳感器以來，廣大科學家對生物傳感技術產生了極大的興趣。生物傳感技術是以生物活性單元（如蛋白質、核酸、酶、微生物、細胞、組織等）作為生物識別元件，結合物理或化學轉換元件（如電化學電極、光學檢測元件、微/納米檢測探針、壓電石英晶體、紙微流控分析裝置等），對目標物進行分析的一種先進的檢測技術。其工作原理是：待測的目標物與生物識別元件（生物活性單元）特異性結合后，發生物理或化學反應，產生的生物學信息通過轉換元件轉換為可以輸出的光信號或電信號，從而實現對目標物的分析和檢測。生物傳感技術已在醫學診斷、食品分析和環境監測等領域獲得廣泛的應用。現有的生物傳感技術主要包括電化學生物傳感技術、熒光生物傳感技術、化學發光生物傳感技術、比色生物傳感技術等。然而，這些技術不同程度地存在分析靈敏度不足、定量分析時必須依賴價格昂貴且體積龐大的分析儀器、不能用于現場分析與即時檢測領域等問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種簡單高效的可視化生物傳感信號放大方法。

本發明的思路：利用樣品溶液中的目標分析物，通過特異性分子識別反應，將物理包埋催化性納米材料的功能化復合物探針結合到固相平臺表面；進而改變該固相平臺表面的環境因素，將催化性納米材料從功能化復合物探針中釋放到溶液中；最后往該混合溶液中加入弱酸性2-(N-嗎啉)乙磺酸溶液和氯金酸溶液，所釋放的催化性納米材料將高效催化這兩種試劑的氧化還原反應，快速原位生成紅色納米金溶液。本發明協同利用功能化復合物探針對催化性納米材料的高包埋量與催化性納米材料對2-(N-嗎啉)乙磺酸-氯金酸二者之間的氧化還原的高催化能力，實現分析靈敏度的顯著提高。此外，紅色納米金溶液的形成時間反比于分析物濃度。通過使用電池驅動的廉價小型計時器代替電化學分析儀、熒光分光光度計、化學發光儀、紫外可見分光光度計等價格昂貴且缺乏便攜性的分析儀器，進行信號（紅色溶液的形成時間）讀取，實現分析物的低成本便攜式定量檢測。

具體步驟為：

（1）利用樣品溶液中的目標分析物，通過特異性分子識別反應，將物理包埋催化性納米材料的功能化復合物探針結合到固相平臺表面。

（2）改變步驟（1）中固相平臺表面的環境因素，將催化性納米材料從功能化復合物探針中釋放到溶液中。

（3）往步驟（2）所得溶液中加入2-(N-嗎啉)乙磺酸溶液和氯金酸溶液，所釋放的催化性納米材料將催化這兩種試劑的氧化還原反應，原位生成納米金顆粒。

（4）目視觀察步驟（3）所得混合溶液的顏色變化，同時使用便攜式計時器記錄自氯金酸溶液加入起至混合溶液完全呈現紅色所需的時間，該時間與樣品中目標分析物的濃度呈反向關系。

所述目標分析物是指無機離子、有機離子、小分子、蛋白質、核酸、細胞、病毒和細菌中的一種。