[發(fā)明專利]一種無(wú)共反應(yīng)試劑的生物傳感器、制備方法、試劑盒、使用方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911020638.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN110579468B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳時(shí)洪;杜佳煒;賀瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/76
• 分類號(hào): G01N21/76;G01N27/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發(fā)明公開了一種無(wú)共反應(yīng)試劑的生物傳感器、制備方法、試劑盒、使用方法及應(yīng)用，涉及電化學(xué)發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域。其包括電極，電極上修飾有PFBT的聚合物納米材料，PFBT的聚合物納米材料通過(guò)與生物復(fù)合酶形成酰胺鍵共價(jià)交聯(lián)；生物傳感器不含有共反應(yīng)試劑和標(biāo)記物；生物復(fù)合酶為能催化底物產(chǎn)生過(guò)氧化氫使電極ECL猝滅的復(fù)合酶。這種無(wú)共反應(yīng)試劑型的ECL策略可以避免由于外加物質(zhì)或溶解的O₂作為共反應(yīng)試劑而導(dǎo)致的缺點(diǎn)。通過(guò)生物復(fù)合酶誘導(dǎo)的反應(yīng)釋放H₂O₂，H₂O₂對(duì)PFBT PNPsECL產(chǎn)生猝滅作用，該無(wú)共反應(yīng)試劑型ECL酶生物傳感器有利于環(huán)境監(jiān)測(cè)和生物分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無(wú)共反應(yīng)試劑的生物傳感器、制備方法、試劑盒、使用方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

電化學(xué)發(fā)光(ECL)作為一種新的技術(shù)，由于響應(yīng)快，靈敏度高，成本低，易于控制，因此在生物分析，環(huán)境監(jiān)測(cè)和臨床診斷中引起了廣泛關(guān)注(Chinnadayyala等，2019)。在ECL檢測(cè)中，對(duì)目標(biāo)的高靈敏度檢測(cè)不僅取決于發(fā)光體的高發(fā)光效率，還取決于有效的信號(hào)切換模式。

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)光體高的ECL效率，通常需要加入共反應(yīng)試劑。應(yīng)用共反應(yīng)試劑的常用策略有其自身的缺點(diǎn)。例如，直接向檢測(cè)溶液中加入共反應(yīng)試劑會(huì)改變測(cè)試系統(tǒng)的微環(huán)境，導(dǎo)致ECL檢測(cè)的重復(fù)性和穩(wěn)定性差(Jiang等，2019；Wang等，2009)。在電極表面上固定共反應(yīng)試劑可能涉及復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程。共反應(yīng)試劑很容易從電極表面泄漏(Muzyka等，2017)。使用溶解氧(O₂)作為共反應(yīng)試劑也會(huì)由于其濃度的不確定性而遇到差的重復(fù)性和穩(wěn)定性問(wèn)題，因?yàn)樗菀资艿綔囟群蛪毫Φ挠绊?Kitte等，2017；Wang等，2012)。此外，大多數(shù)共反應(yīng)試劑對(duì)環(huán)境有害，并且不適合在特定的測(cè)試溶液(例如胞質(zhì)溶膠)中進(jìn)行檢測(cè)。因此，開發(fā)不包括外加物質(zhì)或溶解的O₂作為共反應(yīng)物的ECL系統(tǒng)具有重要的意義。

此外，尋求優(yōu)異的ECL發(fā)光體也是解決ECL效率低的關(guān)鍵。目前用于生物分析的ECL發(fā)光體包括：魯米諾(Wang等，2019)，釕(II)三(2,2'-聯(lián)吡啶)(Ru(bpy)₃²⁺)(Qin等，2018)，量子點(diǎn)(Stewart等)，石墨烯氮化碳(g-C₃N₄)(Sha等人，2019)和金屬納米團(tuán)簇(Zhou等人，2018)。然而，這些ECL發(fā)光體通常需要外加物質(zhì)或溶解的O₂作為共反應(yīng)試劑以獲得令人滿意的結(jié)果，且常規(guī)的ECL發(fā)光體的發(fā)光效率和穩(wěn)定性均有待提高。

ECL信號(hào)切換包括“信號(hào)接通”和“信號(hào)關(guān)閉”(Zhou等，2018)。為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)關(guān)閉狀態(tài)，常用的策略包括：(1)將淬滅劑(如二茂鐵(Zhou等，2017)或多巴胺(Gu等，2019)直接引入ECL系統(tǒng)；(2)應(yīng)用ECL共振能量轉(zhuǎn)移(ECL-RET)(Fu等，2019)；(3)通過(guò)沉積或生物識(shí)別反應(yīng)的空間位阻來(lái)抑制ECL發(fā)射(Zhu et al。，2017)；(4)利用基于核酸的切割策略(Chen等，2015)。在上述策略中，引入二茂鐵和多巴胺作為ECL猝滅劑通常涉及繁瑣的標(biāo)記和純化程序。ECL-RET是一個(gè)依賴于距離的過(guò)程，它受到RET供體-受體對(duì)的選擇以及供體和受體之間的距離的限制(Fu等，2019)。而基于空間位阻的策略，其靈敏度不能滿足高靈敏度分析的要求。基于核酸的切割策略，剪切效率將受到剪切條件的極大限制，例如溫度，時(shí)間和復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程。因此，選擇合適的ECL信號(hào)切換策略顯得尤為必要。