[發明專利]一種生物傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111223898.5
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113985038A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 何文慧;韓羅丹;余春曉;方垚;張怡元;張韜;吳冬枝;吳芳;陳敬華;蘭建明
• 申請（專利權）人: 福州市第二醫院（福建省福州中西醫結合醫院;福州市職業病醫院）
• 主分類號: G01N33/76
• 分類號: G01N33/76;G01N21/64
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 程小芳

本發明公開了一種生物傳感器及其制備方法和應用，屬于傳感器領域。所述生物傳感器的組成包括：負載核酸適配體Apt?1的稀土上轉換納米材料、修飾有熒光染料的核酸適配體Apt?2以及含有金屬離子的緩沖液。本發明通過將能特異識別TSH的核酸適配體分為Apt?1、Apt?2，并在能量供體上轉換納米材料上修飾Apt?1，在Apt?2上修飾能量受體四甲基羅丹明。在靶標物TSH存在時，核酸適配體可特異性識別并結合TSH并形成發卡結構，從而拉近UCNPs及TAMRA之間的距離，在980nm近紅外光的激發下發生熒光共振能量轉移。本發明所制備的生物傳感器能夠用于低濃度TSH的檢測，檢測限低至0.07647mU/L。

技術領域

本發明涉及傳感器領域，特別是涉及一種生物傳感器及其制備方法和應用。

背景技術

促甲狀腺激素（TSH）是人體內必需的激素，是腦垂體中促甲狀腺細胞分泌的糖蛋白。它刺激甲狀腺激素的合成和分泌，包括三碘甲狀腺原氨酸（T3）和四碘甲狀腺原氨酸（T4），T3和T4激素的值和平衡對人體代謝過程十分重要。除此之外，TSH水平低，血清T4、T3濃度正常，可作為亞臨床甲亢的指標。甲亢雖然是一種無癥狀的疾病，但未經治療的亞臨床甲狀腺機能亢進癥會導致嚴重的后果，包括心力衰竭、房顫、心功能障礙、神經精神癥狀、骨質疏松癥和明顯的甲狀腺機能亢進癥。顯性甲狀腺功能亢進癥的特征是TSH活性低，而甲狀腺激素：包括?T3、T4，兩者同時升高。也有研究報道，垂體瘤的TSH水平明顯高于正常水平；另外，TSH也是甲狀腺癌早期診斷的生物標志物。如果一個人體內碘含量不足，身體會增加TSH的產生，從而增加碘的捕獲，因此該情況下的TSH水平升高可能提示甲狀腺功能減退。相反，TSH水平降低可能提示甲狀腺功能亢進。除此之外，兒童甲狀腺功能減退癥（即TSH水平升高）最常見的病理狀態是地方性的克汀病，在這種病中，兒童的生理和心理發育遭受嚴重的影響。成人甲狀腺功能減退癥（即TSH水平升高）可導致基礎代謝率降低、體溫過低和冷耐受不良。甲狀腺機能亢進可導致Graves病，一種類似TSH自主神經紊亂的疾病。因此，TSH的早期檢測對相關疾病診斷的重要性不言而喻。

免疫醫學方法已被開發用于檢測TSH活性且敏感性尚可接受，然而，?TSH活性的檢測通常需要依賴于目測或更精密的反射率傳感器，極低TSH活性的檢測（0.4?mU/L）往往是不易測量的，而成年人正常的TSH水平是0.3-5?mU/L。基于這一事實，雖然大多數TSH免疫學檢測法已集中于甲狀腺功能減退癥的檢測，但是其只是適用于較高濃度水平TSH的檢測；且由于TSH的量程值很低，因此測定人血清中TSH的方法很困難。

因此，開發一種適用于低濃度水平TSH檢測的、準確性高、精密度高且對TSH有快速監測能力的生物傳感器，對醫學檢測領域具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物傳感器及其制備方法和應用，以解決上述現有技術存在的問題，使其能夠用于低濃度水平TSH的檢測，提高檢測的準確性、精密度、靈敏度和檢測速率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明技術方案之一，一種生物傳感器，所述生物傳感器的組成包括：負載核酸適配體Apt-1的稀土上轉換納米材料、修飾有熒光染料的核酸適配體Apt-2以及含有金屬離子的緩沖液。

進一步地，所述稀土上轉換納米材料為BF₄^-修飾的NaYF₄:Yb,Er。

進一步地，所述NaYF₄:Yb,Er中Y：Yb：Er的摩爾比為78：20：2。

進一步地，所述核酸適配體Apt-1的序列為AUGUUGGCAGCAGGGUCC；所述核酸適配體Apt-2的序列為GACGGCGUAACCUUGCCAGCUG。

進一步地，所述熒光染料為四甲基羅丹明。