[發明專利]一種時間分辨型熒光傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811026329.X
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN108982461A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張閩;韓欣悅;施國躍;陳子晗;范仟希;房正奇
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種時間分辨型熒光傳感器及其制備方法和應用，其傳感器由Mn@ZGNPs氧化物與多巴胺構成，將該傳感器與緩沖溶液和生物硫醇混合，利用生物硫醇抑制多巴胺氧化聚合的原理，使用酶標儀中時間分辨熒光檢測的功能獲得響應信號。由于不同生物硫醇的還原性差異導致多巴胺的自氧化聚合行為受到不同程度的抑制，因此，該Mn@ZGNPs氧化物在不同濃度不同生物硫醇條件下可獲得不同的時間分辨熒光信號。最后用主成分分析（PCA）的方法分析獲得時間分辨熒光信號，實現了對谷胱甘肽、L?半胱氨酸、D?半胱氨酸和同型半胱氨酸等生物硫醇的區分和檢測。本發明能夠對4種生物硫醇區分和檢測，還可實現人體尿液和唾液中生物硫醇的半定量檢測。

技術領域

本發明屬于生物傳感分析檢測領域，涉及一種有機-無機雜化傳感器，用免標記的時間分辨熒光方法實現了對人體內常見生物硫醇的區分及檢測。

背景技術

氧化應激是造成神經退行性疾病的重要因素之一。在正常情況下，活性氧的產生和抗活性氧水平兩者處于平衡狀態，活性氧積蓄過多導致攻擊機體的反應即為氧化應激反應。氧化應激是指由于自由基過度產生或得不到及時清除，體內氧化與抗氧化作用兩者失衡，導致機體的細胞和組織被損傷。自由基是具有未配對電子的原子或原子團，主要有超氧陰離子自由基（O₂^-?）、過氧化自由基（ROO?）、羥自由基（OH?）、一氧化氮（NO）和過氧化氫（H₂O₂）等。這些自由基可以使生物膜的不飽和脂肪酸發生過氧化而影響膜的結構和功能，攻擊蛋白質使之發生交聯而改變酶的功能或DNA損傷引起突變，導致生物大分子功能和結構損傷、細胞破壞或死亡。活體生物在防御系統中已開發復雜抗氧化系統阻礙活性物質以減少氧化應激對細胞或器官的損傷。

抗氧化劑是一類能幫助捕獲并中和自由基，從而祛除自由基對人體損害并防止氧化應激產生的一類物質，在神經退行性疾病研究中具有重要意義。抗氧化劑包括各種大分子、酶和小分子，如谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）、抗壞血酸（AA）、α-維生素E、β-胡蘿卜素、泛醌-10、蛋氨酸和膽紅素。這些硫醇化合物在植物重金屬解毒中也發揮重要的作用。由于不同抗氧化成分在生物體液中具有協同作用，最常見的測量個體的抗氧化成分策略之一是通過測量總抗氧化能力來評估自由基-抗氧化劑在生物系統的平衡。因此，建立快速、有效的抗氧化劑分析方法對于生命科學和食品科學分析具有很好的理論和應用研究價值。

聚多巴胺（Polydopamine, PDA）是一類聚合物納米材料，它通過多巴胺自身在一定的氧化條件或者堿性條件下發生自聚合，生成一系列具有不同分子量的低聚物。這些低聚物通過去質子化和分子間邁克爾加成反應進一步氧化和聚合，發生交聯反應生成分子量較高的聚合物。通過多種非共價鍵的協同作用, 多巴胺、多巴胺氧化產物及其低聚物、高聚物在溶液中可自發組裝形成不同形態結構的組裝體, 這一組裝體就是聚多巴胺。近年來，研究發現聚多巴胺具有獨特的物理及化學性質、良好的粘附性、良好的生物相容性和生物可降解性, 因而被廣泛地應用于納米材料的表面修飾和改性、生物傳感器和電化學傳感器的構建、細胞活體成像以及金屬離子的檢測等領域。其中，基于聚多巴胺納米顆粒的熒光傳感平臺在核酸分析方面的應用引起了研究者的關注。同時，聚多巴胺是一種類似于石墨烯的新型的聚合物納米材料，也可以用作超薄納米材料。