[发明专利]基于气味结合蛋白的电化学传感器及其构建方法和应用

说明书

本发明公开了基于气味结合蛋白的电化学传感器及其构建方法和应用。具体包括以下步骤1）对多孔纳米氧化铝孔道处理；2）在纳米氧化铝孔道上修饰人气味结合蛋白；3）基于电化学方法利用所制备的传感器检测不同的目标气味分子；4）利用所制备的电化学传感器应用于实际样品的检测。本发明不需要借助精密昂贵的实验仪器，没有严格复杂的实验操作过程，利用纳米孔的纳米级别优势和人气味结合蛋白的结合能力，对目标气味分子的检测可达更低的检测下限，具有对气味物质的灵敏检测，快速检测等优点。

技术领域

本发明属于生物传感器领域，具体涉及基于气味结合蛋白的电化学传感器及其构建方法和应用。

背景技术

生活中，各事各物都具有气味，例如香味，臭味，异味等各种类型。人类能够检测并区分上亿种不同的气味刺激，其中人气味结合蛋白发挥了非常重要的作用。人气味结合蛋白是一种低分子量的可溶性蛋白质，它主要存在于人嗅觉神经细胞外侧的淋巴液中，是一种运载蛋白，其作用是与目标气味分子可逆地结合，并运输此类疏水性小分子至嗅觉细胞上的嗅觉受体，进而促使产生嗅觉。人们往往通过对气味进行感知然后做出相应的判断。

由于人对气味刺激的感知能力是有限的，对于微弱的气味，可能会感知不到或感知的较慢，因此借助一些方式方法对环境中的气味进行灵敏检测，对人们的生活生产具有至关重要的作用。目前，基于气味结合蛋白的传感器已经受到了人们的重视，现已开展有利用石英晶体微天平，表面等离子体共振，电化学阻抗等传感器的方法，但现有方法的检测下限，灵敏度等仍不能满足要求。

因此，利用纳米孔的纳米级别的优势和人气味结合蛋白结合气味分子，借助纳米孔的纳米级优势可以克服电化学检测方法对低浓度目标检测物不响应的缺陷，提高检测灵敏度。由此，发展一种基于气味结合蛋白检测水果香味物质的电化学传感器构建的分析方法，以期实现高灵敏的检测气味物质。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了基于气味结合蛋白检测水果香味物质的电化学传感器及其构建方法和应用。本发明不需要借助精密昂贵的实验仪器，没有严格复杂的实验操作过程，利用纳米孔的纳米级别优势和人气味结合蛋白结合气味分子的作用，对目标气味分子的检测可达更低的检测下限，可实现对气味物质的灵敏检测。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了基于气味结合蛋白的电化学传感器的构建方法，包括以下步骤：

1)将预处理后的多孔纳米氧化铝孔道浸泡在三(2-羧乙基)膦盐酸盐水溶液中，常温避光48～72小时进行修饰改性得到纳米孔阵列；

2)用足量的超纯水冲洗后氮气吹干，使用等体积的EDC/NHS溶液活化所修饰的纳米孔阵列10～20分钟，活化后用饱和碳酸氢钠溶液调节pH，使pH处于7～8之间；

3)向已活化好的纳米孔道中加入人气味结合蛋白溶液，最后，将板孔中的溶液通过振荡器混合2～5分钟，并将它们放在4～10℃下孵育2小时；

4)达孵育处理时间后用0.1M PBS缓冲液冲洗以除去未反应的EDC/NHS溶液和未结合的蛋白质，得到基于气味结合蛋白的电化学传感器。

其中，所述三(2-羧乙基)膦盐酸盐水溶液的浓度为5mM～6mM，所述三(2-羧乙基)膦盐酸盐水溶液用量为100～300μL，所述EDC/NHS溶液为EDC溶液和NHS溶液的混合溶液，所述EDC溶液的浓度为6mg/ml～8mg/ml，由EDC溶解在0.1M MES缓冲液制得，所述溶液用量为50～100μL，所述NHS溶液的浓度为12mg/ml～16mg/ml，由NHS溶解在0.1M PBS缓冲液制得，所述溶液用量为50～100μL，所述MES缓冲溶液为：0.1M MES、0.5M NaCl，pH＝5～6，所述0.1M PBS缓冲溶液为：137mM NaCl、10mM NaH₂PO4、2.7mM KCl、2mM KH₂PO4，pH＝7～8。

其中，所述人气味蛋白溶液浓度为10μg/mL～30μg/mL。