[發明專利]一種基于FMs和PMA熒光-比色雙模生物傳感器的構建和應用

在審

• 申請號: 202111502569.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114527098A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 孟紅敏;李倩楠;趙迪;李朝輝
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及材料技術領域，具體涉及利用基于FMs和PMA的熒光?比色雙模生物傳感器的制備和應用，并提出一種紙基?智能手機比色生物傳感系統實現對ALP的快速定量檢測。本發明利用熒光?比色雙模傳感器檢測血清中ALP含量，包括PMA，FMs，AAP，便攜式紙基和樣品稀釋液。所述熒光?比色雙模傳感器對ALP具有好的選擇性，低的假陽性，提高了檢測的準確度。對ALP的比色和熒光檢測限分別為0.068U/L和0.11U/L,檢測范圍分別為0.2?30U/L和0.2?35U/L，能夠準確測定血清中ALP的含量。基于紙基?智能手機的傳感體系同樣具有好的準確性，對ALP的檢測限為0.4U/L，檢測范圍為2?50U/L，能夠實現日常生活中ALP的即時檢測。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，涉及一種利用熒光微球(FMs)的光學性能，磷鉬雜多酸(PMA) 還原生成的磷鉬藍具有的寬的紫外吸收能力和熒光猝滅能力，具體涉及一種基于FMs和PMA 熒光-比色雙模生物傳感器的構建和應用。

背景技術

熒光編碼微球(Fluorescent addressable microsphere，FMs)是指將熒光物質通過物理法(吸附法、包埋法、自組裝法)或化學法(接枝法、共聚法)吸附或包埋到載體粒子表面或內部而形成的直徑在納米至微米級(0.01-10μM)范圍內，受激發光源激發能發出熒光的固相球體。它是一種新型的功能性微球，具有比表面積大、吸附性強、凝集作用大和表面反應能力強等特性，由于其同時具有穩定的形態結構及穩定而高效的發光效率，使得其在生物醫學檢測中的應用非常廣泛，涉及的領域包括生物分析、疾病診斷、免疫分析等。

基于FMs的生物傳感方法屬于熒光傳感方法，是一種在生物、化學和醫學領域被廣泛應用的分析檢測工具。此類生物傳感方法能夠實現對特定目標分析物的快速檢測，靈敏度可達 10⁹-10¹²數量級，近年來在痕量、微量分析等領域的應用非常廣泛。由于FMs能夠與許多試劑和生物分子相互作用，發生熒光猝滅或熒光增強，因此熒光強度常被用作熒光傳感方法的檢測信號報告參數。導致熒光強度變化的因素很多，因此能夠影響FMs熒光性質的物質都可以作為目標物，以此為依據建立基于FMs的分析方法。

近年來，國內外學者利用雜多酸作為顯色劑測定抗壞血酸的方法進行了很多研究，其中許多方法需要進行長時間的水浴加熱，這增加了操作的復雜性。重要的是，許多糖類和具有弱還原性的雜質在加熱條件下可能會對檢測結果產生干擾，從而降低了方法的選擇性。因此，使用常溫下即可被抗壞血酸(AA)快速還原的磷鉬雜多酸(PMA)是一種很有意義的檢測策略。同時，PMA被抗壞血酸還原后生成的磷鉬藍具有較寬的吸光范圍，能夠吸收FMs位于 620nm處的熒光發射，即通過內濾作用使FMs發生熒光猝滅，這使得FMs在作為報告信號時可以免于復雜的表面修飾過程。

堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase，ALP)是一種具有催化作用的蛋白質，能夠催化蛋白質、核酸和小分子發生去磷酸化，廣泛存在于人體的肝臟、骨骼、腎臟和胎盤等組織中，它不僅在調節各種細胞內代謝中起著至關重要的作用，而且是許多疾病的重要生物標志。以往的研究證實肝功能障礙、骨損傷等都與ALP活性異常密切相關。ALP的檢測對骨骼疾病的診斷非常重要，并且可以治療性地應用于缺乏該酶的低磷酸血癥患者，在血管鈣化中的作用和作為敗血癥相關的急性腎臟損傷的治療方法也是近些年來的研究熱點。因此，開發檢測ALP 活性的有效方法對相關疾病的診斷和治療具有重要的意義。

目前為止，報道的ALP檢測方法非常廣泛，包括比色法、熒光法和電化學法等，其中ALP催化水解無色的對硝基苯基磷酸鹽(NPP)產生黃色的對硝基酚是監測ALP活性常用的方法之一。該方法操作簡單，效率高，已被臨床應用為標準方法，但是卻具有選擇性差，線性范圍有限等缺點，這嚴重影響了其在實際中的應用。更糟糕的是，對硝基苯基磷酸鹽底物對光敏感，在沒有ALP的情況下也可以水解，這可能導致假陽性結果。因此，開發實用性強、可靠性高的ALP活性檢測新策略尚需進一步努力。