[发明专利]一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，以聚乙烯亚胺和小分子卟啉为前驱体，通过缩合聚合反应一步水热法合成碳化聚合物点，再通过与铜离子溶液共混，制得CPDs‑Cusupgt;2+/supgt;荧光阵列传感器。利用本发明制得的CPDs‑Cusupgt;2+/supgt;荧光阵列传感器能够摆脱高特异性元件与分析物结合传感模式，用于识别和检测生物样本中多种糖胺聚糖分。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器及其制备方法，可实现多靶标检测。

背景技术

糖胺聚糖(Glycosaminoglycans，GAGs)是一类普遍存在于各种组织中的无支链线性多糖，因其亲水性和高负电荷密度在各种病理和生理过程中发挥着关键作用。然而，每种GAGs表现出不同的生物功能和临床应用。例如，肝素(Heparin，Hep)作为负电荷密度最高的，在临床上被广泛用作抗凝血药物，在包括抗病毒、抗癌、心脏病发作及神经系统疾病中具有关键性的作用；硫酸软骨素(Chondroitin sulfate，Chs)通过与各种分子发生特异性相互作用改变细胞间的信号传递，可用于治疗炎症，临床上也可以有效治疗关节炎、风湿病、肩周炎等疾病；透明质酸(Hyaluronic acid，HA)可以与细胞表面受体连接达到激活信号通路的效果，调控细胞功能、组织发育、伤口愈合和肿瘤进展转移，常用于眼科手术和皮肤护理产品；硫酸葡聚糖(Dextran sulfate，DS)被广泛用作降血脂药等；上述这些GAGs的化学结构中有类似的二糖重复单元，因此区分GAGs是非常有难度的。但是，区分不同的GAGs是能够避免严重的安全问题，对于临床应用有巨大意义的。当前GAGs的分析主要是结合核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、高效液相色谱(HPLC)及电泳法等分析技术进行。但这些方法所用到的设备昂贵，且数据分析需要有经验的技术人员，因此开发简便可靠的GAG质量监测方法具有重要意义。

近年来，荧光传感器以其反应快速、检测限低、技术简单和无创的优点获得了众多科学研究者极大的关注。目前，市面上已经开发了一系列荧光传感器实现离子、小分子、大分子等的检测。然而，传统的荧光传感器需要一个对分析物具有高特异性的受体，即“锁和钥匙”传感模式，使得传统的荧光传感器几乎不可能同时识别不同的分析物。

作为一种性能优异的荧光纳米材料，近年来碳化聚合物点在生物成像、生物传感、光催化、药物传递等领域应用广泛。碳化聚合物点(Carbonized polymer dots，CPDs)是一种由有机聚合物链和高度交联的碳核组成的新型荧光纳米材料。与传统碳点(CDs)不同的是，CPDs通常由碳杂化结构/聚合物组成，而不是碳主体结构，这种独特结构特性使CPDs既具备聚合物的性能，又保留了传统CDs的优异光学性能。此外，CPDs的聚合物链结构使得其很容易与无机材料、聚合物和功能分子共价结合实现功能化。公开号为CN113030042A的专利“一种检测乙醛的荧光传感器及其合成方法与应用”，具体公开了采用水热反应合成碳化聚合物点，并由碳化聚合物点与稀土离子复合而成的传感器，用于在光化学分析、食品化学领域中的乙醛检测。

综上所述，制备能够实现多个目标的高通量测定和模式识别的荧光传感器，将其用于识别生物液体中的GAGs具有现实意义。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明考虑引入“化学鼻/舌”策略的传感阵列，以实现对多个目标的高通量测定和模式识别；对于这种策略，不同的分析物会产生差异化的响应，这些独特的响应可以很容易地被收集并用于区分分析物，基于此，本发明提供一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器，摆脱了高特异性元件与分析物结合传感模式，可用于检测生物样本中多种糖胺聚糖分。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，以聚乙烯亚胺和小分子卟啉为前驱体，通过缩合聚合反应一步水热法合成碳化聚合物点，再通过与铜离子溶液共混，制得CPDs-Cu²⁺荧光阵列传感器。