[發明專利]一種左旋核酸適體修飾的電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310043339.9
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116172553A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 江迎;毛蘭群;李欣
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: A61B5/1473
• 分類號: A61B5/1473;A61B5/145;A61B5/00;G01N27/327
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開一種左旋核酸適體修飾的電極及其制備方法和應用，所述電極包括基礎電極和通過第一共價鍵修飾在基礎電極表面的多巴胺或其衍生物；所述多巴胺或其衍生物通過第二共價鍵結合多巴胺的左旋核酸適體。該電極不受溫度、濕度及時間等因素影響，可以在復雜環境中保持與多巴胺的高特異性、高親和力，且左旋核酸適體可以抵抗核酸酶，適用于活體長期植入，進而能夠實現在復雜動物模型動物中原位、高特異性、高穩定性及高時空分辨的多巴胺檢測。

技術領域

本發明涉及電化學分析檢測技術領域。更具體地，涉及一種左旋核酸適體修飾的電極及其制備方法和應用。

背景技術

適體-配體的生物識別和結合的獨特特異性促進了其在生物分析和生物傳感器開發中的應用，有助于識別相關結構分子，如多巴胺和其他兒茶酚胺神經遞質。然而，核酸對普遍存在的核酸酶的高度敏感性降低了適體的生物穩定性，限制了其在生物學環境中的應用。

為了進一步提高適體的體內性能，當務之急是提高適體的生物穩定性，為了實現這一目標，目前的研究主要集中在對適體的化學修飾方面。然而，這些化學修飾不僅增加了適體的制備成本，而且還損害了適體對其靶標的結合親和力和特異性。此外，這些修飾不是通用的，不同的適體通常需要不同的修飾位點。因此，有必要開發一種通用方法，在不影響適體結合能力的情況下，改善適體的生物穩定性。

發明內容

針對上述問題，我們提出了替換D-DNA的堿基獲得L-DNA序列，由手性倒轉核酸制成的鏡像適體(L-DNA)的策略，進而提供一種左旋核酸適體修飾的電極。該電極具有核酸酶抗性和極好的生物穩定性，可以在復雜環境中保持與多巴胺的高特異性、高親和力，進而有望實現復雜動物模型動物中原位、高特異性、高穩定性及高時空分辨的檢測。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

第一方面，本發明提供一種左旋核酸適體修飾的電極，包括基礎電極和通過第一共價鍵修飾在基礎電極表面的多巴胺或其衍生物；所述多巴胺或其衍生物通過第二共價鍵結合多巴胺的左旋核酸適體。

可以理解，所述基礎電極上含有能與多巴胺或其衍生物形成共價鍵的基團，可以是基礎電極自身材質所致，也可以是根據需要對所述基礎電極進行官能團修飾。同時，所述多巴胺的左旋核酸適體上也含有能與多巴胺或其衍生物形成共價鍵的官能團，可以根據需要對其進行官能團修飾。

進一步，所述第一共價鍵選自C-N共價鍵、CO-NH或Au-N共價鍵；所述第二共價鍵選自C-S共價鍵或C-N共價鍵。其中，上述幾種共價鍵可以更優地增強電極的穩定性，而且可以理解，第一共價鍵和第二共價鍵可以相同也可以不同，根據實際情況選擇即可，例如，所述C-N共價鍵可以是由碳基電極和多巴胺或其衍生物結合形成，所述Au-N共價鍵可以是金基礎電極和多巴胺或其衍生物結合形成。

進一步，所述基礎電極選自碳基電極、金電極、ITO電極、鉑電極中的任一種。

進一步，所述碳基電極為碳纖維電極。

第二方面，本發明提供一種上述電極的制備方法，包括以下步驟：

1)將基礎電極放置于含有多巴胺或其衍生物的溶液中，使用循環伏安法將所述多巴胺或其衍生物通過第一共價鍵修飾到基礎電極的表面；

2)提供具有修飾基團的多巴胺的左旋核酸適體，使用計時電流法將所述多巴胺的左旋核酸適體與多巴胺或其衍生物通過第二共價鍵結合。

上述方法中，首先多巴胺或其衍生物的氨基基團，在電壓下以共價鍵的形式快速修飾到基礎電極的表面，隨后繼續在電壓的作用下，以多巴胺或其衍生物為連接中間體，利用其苯酚結構與修飾有相應官能團的左旋核酸適體以共價鍵連接。同時，可以根據需要通過調節所述多巴胺或其衍生物的含量來控制多巴胺的左旋核酸適體在基礎電極表面的覆蓋程度。

可以理解，所述基礎電極應含有能與多巴胺或其衍生物形成共價鍵的基團，可以是其自身含有的，也可以是事先修飾的。