[发明专利]特异性多肽修饰的比色传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种比色传感器及其制备方法，特别是一种特异性多肽修饰的比色传感器及其制备方法。

背景技术

铜是动植物体内必需的一种微量重金属元素。在机体中，适量的铜在能量代谢、氧气运输和信号转导等生理过程中具有重要的作用。但是，铜在机体内含量过高就会给生命带来危害，机体内过多的铜可能导致一系列神经退行性疾病，比如：缅克斯综合征、威尔森氏综合征和阿兹海默症等。美国环境保护局已规定饮用水中铜元素含量的安全界限为1.33ppm（约20μM），我国国家标准委和卫生部于2007年联合发布的《生活饮用水卫生标准》中也规定了饮用水中铜离子含量不高于1.0mg/L（约15.625μM）。由此可见，如何快速高效的检测饮用水、污水、河流以及生物体中的铜离子就显得十分重要和迫切。

比色传感器是一类以吸光度改变或波峰位移加以测量并伴随产生颜色差异的传感器。比色传感器以特定物质在一定波长范围内对电磁波的吸收特性为依据而建立的定性及定量检测工具，它因具有操作简便、成本低廉、灵敏度高、特异性强和快速检测等优点而得到广泛应用。

近些年来，纳米材料技术迅速发展并被广泛应用于重金属离子检测、药物输送、疾病诊断等领域。纳米材料本身具有表面效应、微尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等优良特性，使其在发展新型高灵敏度、高稳定性、低成本生物传感器领域成为国内外研究热点。尤其是金纳米材料，因其在可见光范围内具有优异的光学性能，而成为研究的热点材料，有着广泛的应用价值，目前已有商业化的基于金纳米材料的传感器在市场销售，如早孕试纸。特异性多肽因其能够与其相对应的物质（如离子、小分子、蛋白质、核苷酸等）发生特异性的作用，同时又可以共价键形式（如金-巯键和酰胺键）修饰到其他材料上，而受到研究者的青睐，使得其在生物传感器领域具有极大的应用前景，目前研究者主要利用其特性去设计构建用于酶活检测和特定蛋白检测的比色检测体系，但在重金属离子特别是铜离子的检测方面还未见报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种特异性多肽修饰的比色传感器。用以实现对铜离子的检测。

本发明的目的之二在于提供该传感器的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下机理：首先通过金-巯键将特异性多肽修饰到金纳米颗粒表面，在铜离子存在的条件下促使金纳米颗粒表面的特异性多肽的构象由α螺旋转变为β折叠，从而引起金纳米颗粒分散性的降低并直接致使金纳米颗粒之间发生聚集，表现为在520nm波长处体系吸光度的降低和颜色的改变。

一种特异性多肽修饰的比色传感器，其特征在于该比色传感器是在金纳米颗粒表面，通过金-巯键修饰有特异性多肽，所述的特异性多肽与金纳米颗粒的质量比为：1:180-1:200；所述的金纳米颗粒的粒径：12.5-13nm；所述的特异性多肽的序列为：Ac–Cys-Gly-Gly-Gly-Ser-Ile-Arg-Lys-Leu-Glu-Tyr-Glu-Ile-Glu-Glu-Leu-Arg-Leu-Arg-Ile-Gly。

一种制备上述的特异性多肽修饰的比色传感器的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将金纳米颗粒分散在去离子水中配制成浓度为2.3-3.0nM/L的悬浮液；按所述的特异性多肽与金纳米颗粒的质量比为：1:180-1:200的比，将浓度为0.02mg/mL的特异性多肽的溶液与所述的金纳米颗粒悬浮液混匀后室温孵育过夜；离心分离机离心20min后去除上清液，得到特异性多肽修饰的金纳米颗粒。

上述的金纳米颗粒的制备方法为：将质量浓度为0.01%的氯金酸溶液搅拌加热至回流2～3分钟后，加入质量浓度为1％的柠檬酸三钠溶液，当反应液颜色逐渐变为酒红色之后，停止加热并继续搅拌至室温；所述的氯金酸与柠檬酸三钠的质量比为1:0.3-1:0.5。

最后，将混合物再次离心（10000rpm  20min），用HEPES溶液进行复溶，即得到1mL修饰特异性多肽的金纳米颗粒。用紫外分光光度计分别检测裸金纳米颗粒和修饰特异性多肽的金纳米颗粒的UV光谱。