[发明专利]基于苝酰亚胺多臂聚合物的蛋白质生物发光成像传感器

说明书

本发明涉及一种基于苝酰亚胺多臂聚合物的蛋白质生物发光成像传感器，采用萤火虫萤光素酶为供体、6种苝酰亚胺多臂聚合物为受体，待测蛋白竞争性地与受体聚合物通过非共价相互作用结合，将供体萤光素酶置换下来，从而导致生物发光共振能量转移信号的变化，通过小动物生物发光成像仪采集信号，每种蛋白对6个传感单元的响应信号共同组成了其独特的响应模式，类似于指纹图谱，用以进行鉴别。利用线性判别分析鉴别10种蛋白质，正确率达100％。结合紫外光谱技术，成功鉴别了76个未知蛋白样品，正确率高达95％。本方法不需要光源，仅需通过简单加样拍照便可采集信号，具有快速方便、稳定性好、灵敏度高、特异性强、成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，涉及基于苝酰亚胺多臂聚合物的蛋白质生物发光成像传感器。

背景技术

蛋白质检测是分析化学中的一个重要课题，其在医药学中的应用也已得到广泛重视，特别是在疾病标志物的诊断、药物筛查、疾病的预后监测等方面具有重要意义。然而，由于目标分析物结构的多样性和复杂性，蛋白质的检测成为一个极具挑战性的难题。阵列传感器，也称为“化学鼻/舌”，利用多个传感单元与被分析物之间的交叉响应形成的指纹图谱，实现对多种物质及复杂混合物的识别，具有快速简便、选择性高、灵敏度高、稳定性好等优点，为蛋白质的检测提供了一个理想策略。在过去几年中，几种基于不同光学策略的蛋白质检测阵列传感器已经被开发出来，例如荧光和荧光共振能量转移(FRET)。然而，这些系统普遍需要激发光源，不可避免地收到背景基质的干扰且不具备发展成为便携式设备的可能性，不利于实现传感器的器件化。因此，开发一种具有高准确性、高灵敏度且简单便携的新型蛋白检测阵列传感器仍然是极具挑战性的。

近几年，生物发光共振能量转移技术，简称BRET技术，备受关注，广泛应用于蛋白质相互作用的研究。BRET是指当两个蛋白分子相互作用时，一个蛋白融合表达的供体萤光素酶蛋白酶学反应产生的发光信号光谱与另一个蛋白标记的受体荧光基团的激发光谱相重叠，诱发受体分子发出荧光。BRET技术可克服荧光和FRET技术存在的问题，具有无需激发光，背景更低，便于实现传感器的器件化；真实反映待测蛋白表面性质，对样品破坏性小；避免自发荧光的干扰；数据窗口更宽等优点，在蛋白质的检测中有很大应用前景。常见BRET供体主要有萤火虫萤光素酶、细菌萤光素酶和海肾荧光素酶等，受体通常选择与供体生物发光光谱相匹配的荧光蛋白、量子点或荧光基团。

苝酰亚胺是一种具有强烈荧光的稠环芳香烃化合物，具有很好的光、热、化学稳定性以及较高的荧光量子产率。近年来，苝酰亚胺衍生物已经开始应用在生物成像、生物标记以及基因载体等领域。所以亟需一种利用氨基酸修饰的苝酰亚胺多臂聚合物作BRET受体与蛋白质结合来鉴别蛋白的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于苝酰亚胺多臂聚合物的蛋白质生物发光成像传感器，本发明的目的之二提供利用蛋白质生物发光成像传感器来检测蛋白的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种基于苝酰亚胺多臂聚合物的蛋白质生物发光成像传感器，其特征在于，所述蛋白质生物发光成像传感器为BRET受体、BRET供体萤光素酶及萤光素酶底物，所述BRET受体为苝酰亚胺多臂聚合物。

进一步，所述BRET供体萤光素酶是萤火虫萤光素酶，萤光素酶底物是D-荧光素。

进一步，所述苝酰亚胺多臂聚合物结构如通式I所示，n为10-20的整数；R独立为其中当R为时将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P1，其中当R为将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P2，其中当R为时将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P3，其中当R为时将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P4，其中当R为时将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P5，其中当R为时将苝酰亚胺多臂聚合物命名为P6；