[发明专利]基于羟基氧化钴纳米片的乙酰胆碱酯酶活性检测试纸条及其制备方法

说明书

一种基于羟基氧化钴纳米片(CoOOH NPs)的乙酰胆碱酯酶(AChE)活性检测试纸条及其制备方法，属于生物传感器技术领域。该试纸条负载有羟基氧化钴纳米片材料、胆碱氧化酶、乙酰胆碱以及显色剂。根据乙酰胆碱酯酶可以催化乙酰胆碱水解产生胆碱，胆碱被胆碱氧化酶进一步氧化产生过氧化氢，所形成的过氧化氢被羟基氧化钴催化氧化产生羟基自由基进而使显色剂显色。本发明基于上述原理建立的试纸条能够快速检测乙酰胆碱酯酶，其具有操作简便、灵敏度高、成本低廉等优势，为乙酰胆碱酯酶活性的即时测试提供新的方法。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种基于羟基氧化钴纳米片(CoOOHNPs)的乙酰胆碱酯酶(AChE)活性检测试纸条及其制备方法。

背景技术

乙酰胆碱酯酶是人体内重要的丝氨酸酯酶，广泛存在于神经肌肉接头和胆碱能类型的化学突触中。作为降解剂，可特异性调节神经递质乙酰胆碱的水平。低水平的乙酰胆碱可导致胆碱能突触的神经传递终止，引起阿尔茨海默症和帕金森病症的产生。乙酰胆碱酯酶在上述胆碱能系统的退化中发挥重要作用，因此乙酰胆碱酯酶的高敏感度测定和现场筛查在疾病预防领域受到越来越多关注。随之许多检测方法应运而生，如荧光法、电化学法和化学发光法等。然而，这些检测方法的弊端是资源要求相对较高，例如成本高、操作复杂等。因此，开发简便、快速、高灵敏地检测乙酰胆碱酯酶的方法显得尤为重要。

近年来，基于酶的比色测定法已被广泛应用于快速检测，但由于天然酶的活性易受到环境条件的限制，其检测灵敏度无法得到显著改善。纳米科学技术的不断发展促进了纳米酶的产生，多种具有特殊的过氧化物酶或氧化酶活性的功能纳米材料被报道。纳米酶因其优异的仿酶特性和可设计性，同时还兼顾纳米材料特有的物理和化学性质(如超顺磁性、荧光性等)，使其在生物快速检测和疾病诊断等方面有望代替天然酶。二维结构的纳米酶具备高的比表面以及大量的结合位点，与其他纳米材料相比具备更高的酶催化活性。近年来，羟基氧化钴纳米片作为新兴的二维金属氧化物在电催化和生物催化领域引起了极大关注，羟基氧化钴纳米片具备易于快速合成、稳定性好、高亲水性等特点，其更适合应用于快速检测试纸的研究。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的测试时间较长、误差较大、对AChE浓度要求较高、测试方法繁琐以及检测灵敏度较低等问题，提供一种基于CoOOH NPs的AChE活性检测试纸条。该试纸条可以简便、快速、高灵敏地检测AChE的活性。本发明所述的基于CoOOH NPs的AChE活性检测试纸条的机理是当引入AChE时、乙酰胆碱(ACh)和胆碱氧化酶(CHO)会发生氧化还原反应生成H₂O₂。随后，H₂O₂被CoOOH NPs催化产生羟基自由基，使无色的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色剂氧化成蓝色的oxTMB，造成试纸条的颜色变化(如图1所示)。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

本发明所述的一种基于CoOOH NPs的AChE活性检测试纸条的制备方法，其步骤如下：

(1)将NaOH水溶液与CoCl₂水溶液混合后超声1～3分钟，其中NaOH与CoCl₂的摩尔比为2～4：1；将0.8mol L^-1～1.2mol L^-1的NaClO溶液加入到上述NaOH与CoCl₂的混合溶液中，NaClO与NaOH的摩尔用量比例为1：4～8，再次超声处理10～20分钟；然后加入去离子水，离心后收集CoOOH NPs，最后将CoOOH NPs用去离子水稀释至25μg mL^-1；