[發(fā)明專利]一種鋯基金屬有機(jī)框架比色陣列傳感器的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910046219.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN111443049B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李根喜;孫召偉;吳帥;馬潔樺;潘艷紅;韓祎巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31;C08G83/00
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本發(fā)明涉及了一種鋯基金屬?有機(jī)框架和單鏈DNA修飾金納米顆粒的比色陣列傳感器的制備方法及應(yīng)用。通過設(shè)計(jì)了6種不同的單鏈DNA序列修飾在金納米顆粒表面，形成獨(dú)特的傳感器識(shí)別元件。新型材料鋯基金屬有機(jī)框架通過不同的分子間作用力，可以結(jié)合并沉淀單鏈DNA序列修飾在金納米顆粒，在某些蛋白質(zhì)或精液樣本的加入后，可以加速或減緩他們的結(jié)合力，影響其聚集行為，從而產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)。因此，我們可以認(rèn)為這些識(shí)別元件與不同的靶標(biāo)結(jié)合具有不同的相互作用，我們可以通過組合分析每個(gè)識(shí)別元件的比色響應(yīng)，可以明顯的檢測(cè)不同的靶標(biāo)。本發(fā)明可以簡(jiǎn)單高效地用于多種蛋白質(zhì)及男性精液的比色陣列分析，為男性不育癥的分析提供檢測(cè)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋯基金屬有機(jī)框架和單鏈DNA修飾金納米顆粒的比色陣列傳感器的制備方法及應(yīng)用

發(fā)明背景

男性不育是困擾男性同胞的一種社會(huì)疾病，對(duì)精子活力的快速準(zhǔn)確識(shí)別是診斷和制定針對(duì)性治療策略的關(guān)鍵。除了已知因素外，仍然有30-45％患者，他們的精液參數(shù)異常的原因尚未查明，這些異常的發(fā)病案例統(tǒng)稱特發(fā)性男性不育癥。由于缺乏關(guān)于精液變量最直接樣本的可用數(shù)據(jù)，尚未明確的確定正常范圍的閾值。并且，因?yàn)闃颖镜膹?fù)雜性和多樣性，給檢測(cè)帶來了很多限制。精液中蛋白組的檢測(cè)在所有水平中具有重要的作用。但是，由于蛋白質(zhì)和受體之間特異性結(jié)合相互作用的局限性，許多檢測(cè)系統(tǒng)不能同時(shí)進(jìn)行多重分析。考慮到醫(yī)學(xué)診斷的不斷增長(zhǎng)的需求，快速，簡(jiǎn)單和靈敏的多種蛋白質(zhì)分析方法而不是“鎖定密鑰”特定識(shí)別策略是迫切需要的。

基于陣列的生物傳感器已經(jīng)出現(xiàn)并替代了原有的基于特定分析物-受體結(jié)合的傳感。這種方法能夠以不同方式響應(yīng)多種目標(biāo)，以類似于哺乳動(dòng)物嗅覺系統(tǒng)的方式生成每種分析物的獨(dú)特指紋，呈現(xiàn)化學(xué)多樣性。并且，這些獨(dú)特的反應(yīng)可以通過線性判別分析(LDA)進(jìn)行分析，提供了一個(gè)多功能的系統(tǒng)，不僅可以檢測(cè)單獨(dú)個(gè)體，也可以區(qū)別混合的目標(biāo)。金屬有機(jī)框架(MOF)是一種快速發(fā)展的新型材料，越來越多地應(yīng)用于多種功能性應(yīng)用。最近有報(bào)道，鋯基金屬有機(jī)框架能夠借助于Zr₆簇和DNA磷酸骨架之間的配位相互作用成功地與寡核苷酸結(jié)合。并且，MOFs結(jié)構(gòu)含芳香族富電子配體可以通過π-π堆積和H鍵與單鏈DNA的相互結(jié)合。這些優(yōu)越的性能表明MOFs或許具有巨大的潛力可以應(yīng)用于精液分析的陣列傳感。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋯基金屬有機(jī)框架和單鏈DNA修飾金納米顆粒相互作用的比色陣列傳感器，用于多種蛋白質(zhì)和男性精液的檢測(cè)分析。

本發(fā)明主要結(jié)合了主要設(shè)計(jì)了6種不同的單鏈DNA序列修飾在金納米顆粒表面，形成獨(dú)特的傳感器識(shí)別元件。鋯基金屬有機(jī)框架和單鏈DNA修飾金納米顆粒富含多種官能團(tuán)，他們之間具有不同分子間作用力，例如氫鍵吸引，靜電相互作用以及其他與靶蛋白質(zhì)相互作用時(shí)的化學(xué)鍵。鋯基金屬有機(jī)框架可以沉淀單鏈DNA修飾的金納米顆粒，在某些蛋白質(zhì)加入后，可以加速或減緩他們的結(jié)合力，影響其聚集行為，從而產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)。因此，我們可以認(rèn)為這些識(shí)別元件與不同的靶標(biāo)結(jié)合具有不同的相互作用，我們可以通過組合分析每個(gè)識(shí)別元件的比色響應(yīng)，可以明顯的檢測(cè)不同的靶標(biāo)。本發(fā)明可以簡(jiǎn)單高效地用于多種蛋白質(zhì)及男性精液的比色陣列分析，為男性不育癥的分析提供檢測(cè)依據(jù)。該比色陣列傳感器的信號(hào)檢測(cè)不需要昂貴的儀器設(shè)備，并且制備過程成本劃算，使用過程操作簡(jiǎn)單，適用于即時(shí)檢測(cè)中。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

一種鋯基金屬有機(jī)框架和單鏈DNA修飾金納米顆粒相互作用的比色陣列傳感器，其特征在于包括鋯基金屬有機(jī)框架，單鏈DNA修飾金納米顆粒。

其中，鋯基金屬有機(jī)框架子式符合UiO-66(Zr)-X物質(zhì)中的一種，X可以為-NH₂、-NO₂、-(OH)₂、-Br、-COOH其中的一種。

其中，鋯基金屬有機(jī)框架大小為70-500nm。

其中，金納米顆粒的尺寸為10-200nm。