[发明专利]基于腺嘌呤/Au(III)复合物的多功能电化学传感器的构建方法及应用

说明书

本发明公开了基于腺嘌呤/Au(III)复合物的多功能电化学传感器的构建方法及应用，特点是包括以下步骤：(1)将腺嘌呤水溶液与HAuCl₄水溶液剧烈振荡混合，温育，离心并用水洗涤，制备腺嘌呤/Au(III)聚合物；(2)将预处理后的Au电极浸入捕获探针(DNA)的缓冲液中室温孵育。接着在MCH中除去电极表面非特异性DNA，记为电极1。然后，通过TdT扩增获得富T DNA长链，标记为电极2。最后，将腺嘌呤/Au(III)复合物溶液置于上述电极上，通过氢键作用和碱基互补配对原则发生特异性杂交吸附作用，获得电极3。修饰电极用超纯水冲洗，氮气流下干燥；(4)最后，将制备的传感器应用于DNA相关酶活性及其小分子抑制剂检测。

技术领域

本发明涉及多功能电化学传感器，尤其是涉及基于腺嘌呤/Au(III)复合物的多功能电化学传感器的构建方法及其在DNA相关酶活性及其抑制剂检测方面的应用，属于功能材料和生物传感技术领域。

背景技术

DNA是最大的自然生物大分子之一，一种长链负电荷聚合物，组成单位为四种脱氧核苷酸，具有四种类型的核碱基，能够以各种分子间作用力与各类新型材料相互作用，譬如柠檬酸包裹的金纳米粒子、负电荷氧化石墨烯等。其中，腺嘌呤(DNA以及RNA中的五个碱基之一，是含氮杂环分子，它的分子式为C₅N₅H₅，分子量为135.127，常温下为白色结晶性粉末，味微酸，溶于沸水和氢氧化钠溶液，微溶于冷水、稀盐酸，不溶于乙醇和氯仿)环中含有4个氮原子(分别为1、3、7、9号位)，因此存在4个可能的金属离子作用位点，并由此可形成各种结构的复合物；另一方面，金属离子能够与DNA配位，即金属离子与DNA的某些亲核基团(如磷酸氧位点或碱基氮、氧位点)能够直接螯合。据有关文献报道，一个三价金离子能够结合多个腺嘌呤分子，因此，通过改变金离子和腺嘌呤分子的摩尔合成比，可以合成各种结构形貌的腺嘌呤/Au(III)复合物，该复合物能够通过氢键作用和碱基互补配对作用与DNA发生相互作用，是一种能够与DNA发生杂交吸附作用的理想复合物材料。

基于腺嘌呤/Au(III)复合物与DNA之间的杂交吸附性质，利用该复合物发展DNA相关酶活性检测的生物传感器，我们以脱氧核苷酸末端转移酶(terminal deoxynucleotidyltransferase，TdT)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)作为检测模板，探讨腺嘌呤/Au(III)复合物在DNA相关酶活性检测方面的应用。一方面，TdT是一种不需模板就可以催化脱氧核苷酸(dNTP)结合到DNA分子3’-OH末端使DNA链延伸的DNA聚合酶。已经有研究证明，TdT含量的多少与癌症的发生发展极为相关，基于TdT在生物体系中的活性随着组织细胞变化而不同，可以通过检测TdT在特定组织细胞中的含量以达到临床诊断的目的。传统的TdT检测分析主要依靠凝胶电泳分析，但凝胶电泳分析操作过程复杂、耗时长、费用昂贵、重现性较差，且只能给出半定量的结果。因此，开发一种简便、灵敏、低成本、选择性好的TdT检测手段势在必行；另一方面，ALP在人体内的分布十分广泛，如乳腺、骨、肝、肾、肠粘膜以及胎盘等组织及体液中。不同器官、体液分布的ALP的生物学功能也不尽相同。ALP大多数由成骨细胞产生，当机体发生骨折或患有骨软化症、佝偻病、骨细胞癌、骨质疏松等骨骼疾病时，成骨细胞将会增殖，致使血清中的ALP含量升高。临床上常借助ALP的动态变化观察判断一些疾病如肝胆疾病、骨骼疾病及自身免疫性疾病等的病情发展和临床疗效。因此，ALP活性的定量检测对于各种相关疾病诊断具有十分重要的意义。