[發(fā)明專利]一種銅納米簇作為電化學(xué)信號探針的β-淀粉樣蛋白寡聚體傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011623270.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112816533A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周艷麗;呂玉冰;董輝;劉瀾濤;徐茂田
• 申請（專利權(quán)）人: 商丘師范學(xué)院
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 楊海霞

本發(fā)明涉及一種銅納米簇作為電化學(xué)信號探針的β?淀粉樣蛋白(Aβ)寡聚體傳感器，屬于新型功能納米復(fù)合材料及生物傳感器檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以金納米粒子修飾的垂直石墨烯/碳布膜作為基底電極，以聚胸腺嘧啶為模板原位合成銅納米簇作為電化學(xué)信號探針。通過Au?S鍵將朊蛋白固定在基底電極表面，作為Aβ寡聚體的受體；核酸適配體?T30?銅納米簇偶聯(lián)物通過核酸適配體識別Aβ寡聚體后引入了銅納米簇作為電化學(xué)信號探針。實驗表明：該方法構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器靈敏度高、檢測限低、特異性高且穩(wěn)定性好，在人血清樣本中的檢測中表現(xiàn)出可行性，對阿爾茨海默病的早期診斷和治療具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于超靈敏檢測β-淀粉樣蛋白寡聚體的電化學(xué)生物傳感器及其制備方法，具體是以金納米粒子修飾的垂直石墨烯/碳布作為基底電極，以聚胸腺嘧啶為合成模板的銅納米簇作為信號探針，制得電化學(xué)傳感器，屬于生物傳感和電分析化學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

阿爾茨海默病(AD)作為一種最常見的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，已經(jīng)成為一個非常嚴(yán)重的社會健康問題。AD的病理特征是由β-淀粉樣蛋白(Aβ)組成的細(xì)胞外斑塊沉積所致。在Aβ的不同聚集狀態(tài)中，小分子可溶性寡聚體是主要的神經(jīng)毒性物質(zhì)。因此Aβ寡聚體被認(rèn)為是早期診斷AD的可靠分子生物標(biāo)志物。

由于人體液中Aβ寡聚體的濃度極低，并且易形成非均相混合物，Aβ寡聚體的準(zhǔn)確檢測是一個很大的挑戰(zhàn)。為了解決這些問題，提高分析性能，許多具有優(yōu)異性能的新型功能納米材料，如金屬氧化物、碳納米粒子、量子點和磁性納米材料被引入到電化學(xué)、熒光、比色和其他分析方法中。特別是銅基材料因為價格合理，儲量豐富，并且具有獨特的電化學(xué)性質(zhì)而被用作電化學(xué)傳感器的電極修飾。盡管銅基金屬有機(jī)骨架或氧化銅具有獨特的電化學(xué)性質(zhì)，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)仍然是銅基材料在電化學(xué)傳感器構(gòu)建應(yīng)用當(dāng)中的一個重要難題。因此，從銅基材料的設(shè)計和可控制備著手，構(gòu)建高靈敏檢測Aβ寡聚體的電化學(xué)傳感器，實現(xiàn)體液中的Aβ寡聚體的檢測對AD的早期診斷和病情控制具有重要的意義。

以聚胸腺嘧啶(聚T)為模板合成銅納米簇過程簡單，且合成的銅納米簇具有熒光和電化學(xué)活性。另一方面，Aβ寡聚體的核酸適配體的成功篩選為Aβ寡聚體檢測傳感器的構(gòu)建中檢測的專一性提供了可能。核酸適配體是通過指數(shù)富集的方式在體外篩選而來，是由20～60個堿基組成的單鏈寡聚核苷酸。因此，通過核酸適配體的設(shè)計可以將聚T序列修飾其上，進(jìn)一步以聚T為模板合成具有電化學(xué)活性的銅納米簇，而連接的核酸適配體可以實現(xiàn)Aβ寡聚體的識別。

因此，嘗試設(shè)計含有聚T修飾的核酸適配體，用于銅納米簇的合成，將其用于檢測Aβ寡聚體電化學(xué)生物傳感中的信號放大，制備成具有高靈敏度、高選擇性和高穩(wěn)定性的電化學(xué)生物傳感器對于理解Aβ寡聚體作為AD標(biāo)志物的角色具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種高靈敏、高選擇性檢測Aβ寡聚體傳感器；另一目的在于提供其制備方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明以金納米粒子修飾的垂直石墨烯/碳布膜為基底電極，以原位合成的銅納米簇為信號探針，構(gòu)建了一種用于Aβ寡聚體超靈敏檢測的雙放大信號的電化學(xué)傳感器。

具體采用以下技術(shù)方案：

(1)將潔凈的垂直石墨烯生長的碳布浸入氯金酸溶液中進(jìn)行恒電位電沉積，獲得金納米粒子修飾的垂直石墨烯/碳布薄膜并將之用作基底電極；

(2)將步驟(1)制得的基底電極浸入巰基化朊蛋白溶液中室溫孵育，朊蛋白與金納米粒子通過Au-S鍵進(jìn)行結(jié)合后，用1-巰基己醇溶液對電極進(jìn)行封閉，以消除非特異性結(jié)合位點；將制備好的修飾電極分別與不同濃度的Aβ寡聚體在室溫下孵育，利用朊蛋白對靶標(biāo)物質(zhì)的特異性實現(xiàn)對Aβ寡聚體的特異性識別；

(3)室溫條件下，將核酸適配體-T30與L-抗壞血酸充分混合，再加入CuSO₄·5H₂O溶液，室溫避光攪拌，得核酸適配體-聚T-銅納米簇偶聯(lián)物溶液；