[发明专利]一种基于肽适体的赖氨酸生物传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于肽适体的赖氨酸生物传感器及其制备方法。所述生物传感器包括分子识别元件，所述分子识别元件是被修饰的肽适体；所述肽适体序列如SEQ ID NO.1所示，所述肽适体的N末端被4个脯氨酸残基和1个半胱氨酸残基组成的空间单元修饰。本发明将肽适体的高亲和性、高选择性、结构简单、易于操作等优点与电化学电流型生物传感器的快捷、操作简单、无需标记的优势结合起来，可以实现赖氨酸的快捷、超灵敏检测。

技术领域

本发明属于生物传感器监测应用领域，具体涉及一种基于肽适体的赖氨酸(L-Lys)生物传感器及其制备方法。

背景技术

赖氨酸是一种重要的必须氨基酸，参与新陈代谢中Krebs-Henseleit循环和多胺合成，在哺乳动物的肝脏中通过酵母氨酸途径进行分解代谢，产生谷氨酸和α-氨基己二酸，并随后进行脱氨和氧化。氨基酸的平衡是食品营养的重要内容。哺乳动物等在体内无法直接合成赖氨酸，只能从食物中摄取或转化非必须氨基酸而来。适量的赖氨酸对正常的代谢功能和体重增加至关重要。人血清中正常水平的赖氨酸浓度为150～250μM。血清赖氨酸浓度低不能满足动物营养需要；赖氨酸浓度超出正常范围则预示着代谢紊乱，如高赖氨酸血症、阿尔茨海默病等。对赖氨酸的检测或监测对食品质量评价以及生命体健康评估有重要的意义。

目前，赖氨酸的检测方法主要有氨基酸分析仪、毛细管电泳法、高效液相色谱法、荧光法等。氨基酸分析仪、毛细管电泳法、高效液相色谱法等检测方法灵敏度高、特异性好，且可以同时检测多种氨基酸的含量，但是此类设备需要专门的设备，仪器设备体积大，仪器昂贵，预处理和检测周期长，且需专门技术，专人操作，这些限制了此类仪器的应用空间。使用荧光的方法虽然具有很高的灵敏度，但是由于除芳香族氨基酸外，其他氨基酸的荧光检测通常需要对氨基酸进行衍生化。

生物传感器的发展，为氨基酸的快速检测提供了新的可能。生物传感是一个多学科交叉的领域，随着生物学、化学、材料科学等技术学科的发展，基于适配体的生物传感器发展迅速。适配体是可以特异性识别靶标的寡核苷酸或多肽，作为构建生物传感器的分子识别元件，适配体具有结构简单、操作容易、稳定性强、合成周期短，价格低等优点，同时可以克服由于批次不同而带来的差异等问题。当适配体与靶标发生特异性结合时，通常会改变适配体的构象。在电化学生物传感器的构建过程中，固定在电化学传感器表面的适配体由于构象改变会导致传感器表面的电子传递效率改变，从而可构建电化学电流型的生物传感器。随着待测靶标的浓度改变，构象的改变程度可由电化学电流的大小反应，从而反应待测物的浓度大小，实现无标记的检测。

发明内容

本发明旨在针对目前现有技术的不足，提供一种基于肽适体RENIQRLT的赖氨酸生物传感器及其制备方法，可以实现赖氨酸的高灵敏度、特异性的快速检测。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述基于肽适体的赖氨酸生物传感器包括分子识别元件，所述分子识别元件是被修饰的肽适体；所述肽适体序列如SEQ ID NO.1所示：N端-RENIQRLT-C端，所述肽适体的N末端被4个脯氨酸残基和1个半胱氨酸残基组成的空间单元修饰。即，所述分子识别元件为CPPPPRENIQRLT。

上述基于肽适体的赖氨酸生物传感器的制备方法包括如下步骤：

(1)分子识别元件固定界面的准备：使用物理打磨以及电化学清除的方法对玻碳电极进行预处理后，获得信号分子固定界面；

(2)使用电化学循环伏安法在经步骤(1)处理后的玻碳电极表面沉积聚苯胺；具体电化学条件为：0.1M苯胺溶于1.0M H₂SO₄中，使用循环伏安法在50mV/s下，从-0.2V扫描到0.8V，灵敏度为1×10^-4，循环圈数为8。

(3)将经步骤(2)处理后的玻碳电极浸润在2.0mM sulfo-SMCC溶液中以活化聚苯胺，室温浸泡1h，然后使用超纯水缓慢冲洗玻碳电极以除去活化溶液；