[發明專利]一種電化學適配體傳感器的免校正定量測量方法

有效

• 申請號: 202110479920.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113219033B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 孫建軍;陳志敏
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學俊

本發明涉及一種電化學適配體傳感器的免校正定量測量方法，包括以下步驟：（1）室溫下制備結構轉換式電化學適配體傳感器，通過自組裝將硫醇化的結構轉換核酸適配體組裝在溫控金盤電極表面，得到溫度可控的電化學適配體傳感器；（2）將電化學適配體傳感器作為工作電極，與參比電極、對電極一同放置于裝有待測樣品溶液的容器中，然后將其浸入冰水浴，對該傳感器進行預校準；（3）對得到的校準結果，使用希爾公式進行擬合，確定該傳感器的出廠參數；（4）得到的出廠參數對相同條件下制備的該類型傳感器通用，對于未校準的該類型傳感器即可通過希爾公式變式對待測樣品進行定量檢測。該方法有利于避免對傳感器的頻繁校準，并提高傳感器的靈敏度。

技術領域

本發明屬于電化學領域，具體涉及一種電化學適配體傳感器的免校正定量測量方法。

背景技術

電化學適配體傳感器需要頻繁校準以避免傳感器和傳感器之間的信號變化和檢測精度。例如，為了保持商用連續血糖監測儀的準確性(誤差＜20％)，制造商建議至少每12小時進行一次校準。盡管此方法具有明確的臨床價值，但它將降低便利性，并可能導致用戶錯誤的操作行為。執行校準操作的需求將阻礙許多潛在的用戶，而這也成為阻礙電化學生物傳感器廣泛進入臨床診斷或現場便攜式設備的幾大障礙之一。因此，免校正傳感方法的發展將極大地提高電化學生物傳感器的實用性，并增強其市場適應性和接受度。值得注意的是，此處的“免校準”概念是指傳感器可在工廠進行預校準并按原樣使用，從而允許“確定一次適用所有”的模式。

本發明中的電化學適體傳感器采用氧化還原電活性報告子修飾的結構轉換適體作為識別元件，靶標特異性結合引發的構象變化會改變報告子和電極表面之間的電子轉移動力學，從而在輸出易于測量的電信號用于定量檢測目標分析物。傳統的結構轉換式傳感器需要在使用前通過零靶標標準溶液中校準空白背景信號來規避傳感器和傳感器之間的信號變化，同時來規避多次測量帶來的傳感器信號下降。但是，這種校準是不方便的，更重要的是，當將傳感器直接部署在帶有目標分子(例如未稀釋的血清，尿液甚至全血)的實際樣品中時，很難執行此操作。目前僅有幾種比率策略用于避免該傳感器的校準需求。例如Plaxco及其同事報告了傳感器信號輸出是方波頻率的強函數關系(當使用方波伏安法監控目標電流變化時)，產生“信號關閉”，“信號開啟”或“無響應”響應信號(J.Am.Chem.Soc.2017,139,11207-11213)。響應和無響應頻率上的兩個電流之比對傳感器到傳感器的制造變化和信號漂移不敏感，將兩者比率信號作為輸出信號可以實現了傳感器的免校正操作。但是該方法的局限性是部分適配體對方波伏安法頻率不敏感，從而無法找到無響應頻率。另一種方法是“雙報告子”方法(Chemical Science 2019,10(47),10843-10848)，分別在適配體不同位置修飾兩個不同的電活性報告子，其中一個對靶標的存在產生相應變化，而“參考”報告子充當內部參考，對目標的存在不響應，兩者比率輸出可以校正傳感器之間的差異。可是這種方法需要在DNA鏈的不同位置修飾不同的電化學活性報告子，且電信號報告子必須有不同的氧化還原電位用以區分，滿足該條件的信標分子較少，這大大增加了成本。而且這兩種方法都只能保證其部分靈敏度和檢測限不受免校正法的影響。最近，李輝等人使用了一個帶有氧化還原報告子的適配體和另一個插入式氧化還原報告子來生成兩個信號，它們的比率在不同傳感器之間具有良好的重現性從而滿足無需進行校準的需求(Analytical Chemistry 2020,92(18),12437-12441)。但是這種外插式信號需要重新吸附信標以再生傳感器，確保其飽和吸附需要一個小時，這對于現場檢測即時檢測非常不利。因此需要開發一種可以快速響應并且高靈敏度的免校正策略以提高電化學適配體傳感器的實用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電化學適配體傳感器的免校正定量測量方法，該方法有利于避免對傳感器的頻繁校準，并提高傳感器的靈敏度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種電化學適配體傳感器的免校正定量測量方法，包括以下步驟：

(1)室溫下制備結構轉換式電化學適配體傳感器，通過自組裝將硫醇化的結構轉換核酸適配體組裝在溫控金盤電極表面，得到溫度可控的電化學適配體傳感器；