[發明專利]一種用于一氧化氮檢測的細胞傳感器及其應用

在審

• 申請號: 202111283726.7
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114166727A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 王詩;王彩霞;張小平;王俊怡;趙婷婷;舒婷
• 申請（專利權）人: 湖北科技學院
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

本發明公開了一種用于一氧化氮檢測的細胞傳感器及其有應用。該細胞傳感器包括絲網印刷電極和設置于絲網印刷電極表面的反應池；所述絲網印刷電極包括基板及在基板上印刷的導軌、工作電極、參比電極和輔助電極；所述基片上印刷三條導軌，三條導軌分別連通到工作電極、參比電極和輔助電極；各電極通過絕緣層隔開；所述工作電極為涂覆有四氰基醌二甲烷/碳納米管/多聚賴氨酸復合材料的碳電極；所述工作電極為待測試細胞供能。該傳感器可以用于實時檢測細胞釋放的一氧化氮。該傳感器電化學性能穩定，操作簡便，便于商業化應用，具有較大的應用前景。

技術領域

本發明屬于電化學測定技術領域，具體涉及一種TCNQ(四氰基醌二甲烷)/碳納米管(CNT)/多聚賴氨酸(PL)復合材料用于NO檢測的細胞傳感器。

背景技術

細胞作為電化學活性體，在新陳代謝過程中進行的一系列生化反應都涉及到電子的傳遞，將細胞固定在傳感器上構建細胞傳感器，可通過電化學檢測方法對細胞中的生物活性小分子。內皮細胞產生的NO在調節血管緊張度和活動中起著核心作用，傳感器檢測乙酰膽堿(Ach)刺激下血管內皮細胞(HUVECs)釋放的NO可為NO在心血管疾病中的調節作用提供依據。NO檢測的方法眾多，其中電化學傳感器具有簡單、靈敏、成本低、檢測快速等優點。

目前報道的NO傳感器主要是柱狀電極(如GCE)，或者碳纖維電極，細胞加入溶液中檢測容易失活。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種TCNQ(四氰基醌二甲烷)/碳納米管(CNT)/多聚賴氨酸(PL)復合材料構建的細胞傳感器及在細胞NO檢測中的應用。

本發明采用絲網印刷電極制備傳感器，電極表面固定一個PDMS反應池。細胞直接在電極表面的修飾材料上生長。本發明的修飾材料為TCNQ/CNT/PL復合材料，CNT是一種納米尺度的、具有完整分子結構的碳材料，具有促進電子傳遞速率的能力，表現出良好的電催化作用；TCNQ作為典型的π電子受體，可在CNT之間或沿著CNT的分布，與CNT形成超分子的排列增強電化學性能；PL是一種生物相容性陽離子聚合物，在生理的溶液中，PL的氨基基團呈質子化，與CNT的π電子云之間的相互作用、靜電作用以及疏水力能增強復合物的穩定性。同時，帶正電荷的PL能結合帶負電的磷脂質，因此可粘附帶負電的細胞。因此TCNQ/CNT/PL復合材料不但能有效地吸附和固定細胞，還可實現細胞與電極之間的電子轉移。

本發明提供的技術方案如下：

一種用于一氧化氮檢測的細胞傳感器，包括絲網印刷電極和設置于絲網印刷電極表面的反應池；

所述絲網印刷電極包括基板及在基板上印刷的導軌、工作電極、參比電極和輔助電極；

所述基片上印刷三條導軌，三條導軌分別連通到工作電極、參比電極和輔助電極；各電極通過絕緣層隔開；

所述工作電極為涂覆有四氰基醌二甲烷/碳納米管/多聚賴氨酸復合材料的碳電極；

所述工作電極為待測試細胞供能。

進一步，所述工作電極由四氰基醌二甲烷/碳納米管修飾層上涂覆多聚賴氨酸層制得。

更進一步，所述四氰基醌二甲烷/碳納米管修飾層中碳納米管與四氰基醌二甲烷的體積比為50-250:1。

更進一步，所述工作電極的制備方法如下：將碳納米管與四氰基醌二甲烷分散于乙腈中，獲得電極修飾溶液；將所述電極修飾溶液涂覆到碳電極上，干燥即得四氰基醌二甲烷/碳納米管修飾層；多聚賴氨酸用水稀釋，在四氰基醌二甲烷/碳納米管修飾層上涂覆聚賴氨酸溶液，經孵育后洗滌、干燥即得。

進一步，所述導軌由導電銀油墨或導電碳油墨印制于基片上形成，為三條平行導軌由寬度不同的兩矩形塊組成，其中端部較寬的用于連接電化學工作站，中間部分較窄的用于連接各電極。