[发明专利]一种用于肌氨酸的电化学检测方法

说明书

本发明涉及一种用于肌氨酸的电化学检测方法，包括：利用物理吸附或者化学偶联的方法将肌氨酸氧化酶和第一核酸序列连接；将过氧化物酶和第二核酸序列连接；提供第一核酸纳米结构，其上伸出第一识别序列；提供第二核酸纳米结构，其上伸出第二识别序列；第一核酸序列修饰酶与第一识别序列杂交，得到肌氨酸氧化酶和核酸纳米结构的第一复合体，第二核酸序列修饰酶与第二识别序列杂交，得到过氧化物酶和核酸纳米结构的第二复合体；将第一复合体和第二复合体组装到电化学装置的工作电极表面，进行电化学检测。根据本发明的电化学检测方法将结构核酸纳米技术、酶催化反应和电化学生物传感器相结合，实现了对肌氨酸小分子的定量检测。

技术领域

本发明涉及基因杂交和酶反应检测领域，更具体地涉及一种用于肌氨酸的电化学检测方法。

背景技术

肌氨酸普遍存在于生物材料中，比如蛋黄、火鸡、火腿、蔬菜、豆制品等。肌氨酸味道偏甜、易溶于水，可以用来作为生物可降解的表面活性剂被用来生产肥皂、牙膏、洗发水、化妆品等，肌氨酸盐也可以抑制某些酶或者细菌的侵蚀，同样被广泛应用到表面修饰或者化妆品的合成中。诸如像化妆品等快销产品，产品配方中每种成分的含量配比等都会影响到产品的性能，因而对产品的所有成分含量的精准控制变得非常重要。肌氨酸作为该类产品中重要的组成部分，对其的精准检测也变得非常重要，有越来越多的化妆品专利被保护起来，这也就使得开发一种简单快速有效的检测手段变得非常有意义。

核酸作为一种天然的生物大分子，在纳米尺度上构建功能结构方面具有得天独厚的优势。首先，Watson-Crick碱基配对原则使得核酸序列之间的杂交可以预测；其次，核酸双螺旋结构特性明确，例如：B型DNA的直径和螺旋重复单位分别为大约2纳米和3.4纳米(大约10.5个碱基对)这使得即便是对于最为复杂的DNA纳米结构，构建模型也很简单；第三，核酸结构刚柔兼具。例如：双链DNA的刚性长度大约为50nm，通过双链DNA与相对柔性的单链DNA连接，我们就能得到特定设计的几何结构，并且不影响其稳定性；第四，现代有机化学和分子生物学的发展，允许我们对任意核酸序列进行合成、修饰和复制等；最后，核酸是一种生物相容性很好的材料，可以用与其他生物材料一起构建多组分纳米结构。

基于核酸的电化学生物传感器以其快速、灵敏、低成本及易微型化等优点在临床医药、食品检验、环境检测以及反恐等各个领域有着巨大的潜在用途。生物分子检测的灵敏度不仅仅和生物分子的亲和力有关还和传感器的界面性质有关(T.M.Squires,R.J.Messinger,S.R.Manalis,Nat.Biotechnol.2008,26,417-426)。决定电化学生物传感器性能的一个重要的方面就是分子识别界面。核酸纳米结构可以很好地吸附在电极表面，而每一个探针只和一个纳米结构连接，探针之间的空间和相互作用可以通过核酸纳米结构的大小来控制(M.H.Lin,J.J.Wang,G.B.Zhou,J.B.Wang,N.Wu,J.X.Lu,J.M.Gao,X.Q.Chen,J.Y.Shi,X.L.Zuo,C.H.Fan,Angew.Chem.Int.Ed.Engl,2015,54,2151-2155)。同时能够可控地将酶固定在电极表面，提高生物传感器的性能，最大程度地保持酶的活性使之更好地排列在电极的表面(Pei,H.,N.Lu,Y.L.Wen,S.P.Song,Y.Liu,H.Yan,and C.H.Fan,AdvancedMaterials,2010.22(42):4754-4758)。DNA折纸技术同样可以实现不同DNA结构，并且可以控制不同位置伸出DNA序列调控酶在DNA结构上的距离，更好地提高生物传感器的性能。

发明内容

本发明旨在提供一种用于肌氨酸的电化学检测方法，结合酶反应的特异性和电化学检测的高灵敏度、低检测限，构建一种新型的利用酶级联反应和核酸纳米结构的电化学技术来检测前列腺癌靶标小分子肌氨酸的传感器。