[发明专利]一种基于环金属Ir(III)配合物的凝血酶光电化学传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于环金属Ir(III)配合物的凝血酶光电化学传感器的制备方法。该传感器以环金属配铱配合物作为光电活性材料，通过Au‑S键将其组装在纳米金上制备了纳米探针。凝血酶识别体系采用适体与凝血酶的结合产生临近效应而引发的DNA置换，当存在凝血酶时，含有凝血酶适体片段的单链DNA S1和S2的局部浓度增加，诱导预先杂交的S1/T与S2发生链置换反应使单链T被释放。释放的T与工作电极上固定的捕获发夹H1杂交，引发催化发夹自组装反应，在工作电极表面形成得到大量的H1/H2杂交链，其末端暴露的单链DNA用于捕获信号纳米金探针，实现光电流信号的响应，具有高的灵敏度及良好的选择性。

技术领域

本发明涉及一种以环金属Ir(III)配合物作为光电材料，用于定量检测凝血酶的光电化学传感器的制备方法，属于光电化学定量分析技术领域。

背景技术

凝血酶是一种多功能的丝氨酸蛋白酶，它可促进血液凝固和调控凝血，其浓度和活性是衡量凝血机制的重要指标，在炎症、创伤愈合、心血管疾病以及肿瘤等生理及病理过程中发挥重要作用。因此，建立快速、高灵敏度检测凝血酶的方法对临床疾病诊断、病程发展、预后以及疗效监测和评估等都具有重要意义。到目前为止，用于检测凝血酶的技术方法主要包括比色、荧光、电化学、电化学发光、光电化学等，其中光学检测方法最为普遍，但背景荧光的干扰严重，且检测相对复杂，仪器成本高；电化学方法虽仪器简单，但灵敏度、特异性不够高，重现性差。相比较而言，光电化学方法由于光激发过程与电流检测分步进行，激发与检测信号属于不同的能量模式，可降低背景信号，灵敏度比传统的电化学方法高；相对于光学检测而言，采用电流作为检测信号，可以通过单波长或普通光源与电化学检测装置组装，因此具有设备简单、成本低廉、易于微型化和集成化等特点，在蛋白质检测方面具有明显的优势(Chem.Rev.,2014,114, 7421-7441；Chem.Soc.Rev.,2015,44,729-741)。

光电化学传感基于在光照下识别元件和目标分子之间的识别作用而产生相应电信号的改变来进行检测，其分析检测性能取决于两大因素：一是所采用光电活性材料的性质，二是所设计的识别元件。光电活性材料的性质决定了传感器的灵敏度及稳定性，而识别元件决定传感器的特异性，同时对灵敏度也有一定的影响。本发明一方面采用光电转换效率高、性质稳定的环金属Ir(III)配合物作为光电活性材料，提高传感器的灵敏度和稳定性；另一方面采用双适体识别产生邻近效应引发的链置换反应及催化发夹自组装的信号放大策略(J.Am.Chem.Soc.,2013,135,2443-2446)，保证特异性的同时进一步提高灵敏度，实现对凝血酶的痕量检测。

发明内容：

本发明的目的是提供一种以可见光激发的环金属Ir(III)配合物作为光电活性材料的光电化学传感器，实现对凝血酶的高灵敏、高特异性检测。

基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：

1、本发明所述的光电材料为环金属Ir(III)配合物，其结构式如下所示：

2、本发明同时提供一种基于以1所述环金属Ir(III)配合物作为光电活性材料，用于检测凝血酶的光电化学生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)环金属Ir(III)配合物纳米金探针的制备。所制备纳米探针的结构如附图1所示：

Cp-DNA序列为：AAAGACAAGTCGCTATG(5’端修饰有-SH)

环金属Ir(III)配合物通过Au-S键负载至纳米金上，步骤为：纳米金溶液离心洗涤后分散于1mL 0.02％十二烷基硫酸钠溶液中，加入经三(2-羧基乙基)膦盐酸盐(TCEP)活化的Ir(III)配合物溶液和信号DNA溶液，置于摇床震荡12h，环金属Ir(III)配合物和信号DNA组装完成，经离心洗涤后分散于缓冲溶液中。