[發明專利]一種上轉換生物傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210010849.1
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114609376A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 溫紅麗;萬童華;陳日暉;黃絲麗;孫明;余林;牟中飛
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;C12Q1/6806;C12N15/115;G01N21/64;C09K11/02;C09K11/61
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 彭玉婷

本發明屬于生物傳感器藥物殘留檢測技術領域，公開了一種上轉換生物傳感器及其制備方法和應用。所述上轉換生物傳感器是由上轉換熒光探針和猝滅劑組成，所述上轉換熒光探針為適配體修飾的稀土摻雜上轉換納米顆粒，簡寫為UCNPs@apt；其中，所述稀土摻雜上轉換納米顆粒為NaReF₄，簡寫為UCNPs，所述UCNPs@apt是在除油酸配體后UCNPs表面用PEI功能化，得到PEI包覆的UCNPs，再將PEI包覆的UCNPs與適配體結合構成；所述猝滅劑為MnO₂納米片或納米氧化石墨烯。該生物傳感器可實現對濃度為10～3000ng/mL目標檢測物的快速檢測，具有高靈敏、高選擇性、操作簡單、成本低廉等優點。

技術領域

本發明屬于生物傳感器檢測技術領域，更具體地，涉及一種上轉換生物傳感器及其制備方法和應用。

背景技術

上轉換生物傳感器主要由能量供體(如稀土摻雜上轉換納米顆粒)以及能量受體(也稱猝滅劑，如二氧化錳納米片、納米氧化石墨烯等)構成，在生物檢測領域具有良好的應用前景。鑭系離子摻雜上轉換納米顆粒(UCNPs)具有獨特的光學性質，在近紅外980nm激光照射，可有效避免背景熒光的干擾，同時UCNPs發出較低波長的光，如可見光。與傳統熒光試劑相比，UCNPs具有化學穩定性高、毒性低、量子產率高、發射峰窄、熒光壽命長、無背景干擾等優勢，因此，基于上轉換發光納米探針構建的熒光傳感器具有良好的潛在用途。

適配體是由SELEX法進行富集和篩選，具有價格低廉、合成簡單等優點，已被廣泛運用于分子層面的檢測。適配體是具有抗體功能的單鏈寡肽核苷酸，即一種單鏈DNA或RNA堿基序列，其特殊的立體結構能辨別特定的蛋白質，對目標檢測物具有專一識別能力，在食品安全檢測領域具有很好的有應用潛力。猝滅劑材料如二氧化錳納米片、納米氧化石墨烯等通過與堿基對相互作用，以特定的作用力自發吸附適配體的單鏈DNA或RNA。因此，適配體修飾的UCNPs與猝滅劑材料通過特定作用力組裝形成生物傳感器。

影響人類健康的食源性病原體很多，以常見的獸藥殘留為例，獸藥殘留是指動物產品的任何可食部分所含獸藥的母體化合物及其代謝物，以及與獸藥有關的雜質。如獸藥中恩諾沙星，是屬于喹諾酮類抗生素的一種，對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均有顯著活性。它在農業中被用作獸藥和抗生素，價格低廉，卻非常有效。當在獸醫學中因過度使用或濫用而在食物或環境中殘留時，長期食用獸藥殘留超標的食品后，當體內蓄積的獸藥殘留濃度達到一定量時，人體就會產生多種急慢性中毒，最終會對人體健康造成危害，引起對致病性菌株的過敏反應和耐藥性。

目前，對獸藥殘留檢測的常用方法有微生物法、高效液相色譜法、毛細管電泳法和色譜-質譜法等。上述技術雖然靈敏度高，但樣品預處理成本高，步驟復雜，測量時間長。許多人也嘗試使用熒光探針來檢測獸藥殘留，傳統的熒光探針由于表面存在疏水基團或在有機溶劑中反應制得，在水溶液中分散能力較差，這限制了其在生物體系中的應用；同時檢測的靈敏度不高，檢測范圍小，成本高。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的不足和缺點，本發明提供一種上轉換生物傳感器。

本發明另一目的在于提供上述上轉換生物傳感器的制備方法。該方法基于適配體修飾的UCNPs探針和納米材料猝滅劑構建的生物傳感器則可解決上述的問題，實現對食品安全領域各種食源性病原體的高選擇性、高靈敏、快速、價廉的檢測。

本發明再一目的在于提供上述上轉換生物傳感器的應用。

本發明的目的通過下述方案來實現：