一种用于NADH电化学检测的复合电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于NADH电化学检测的复合电极及其制备方法，所述复合电极是在金电极表面上修饰一层DNA四面体-氨基化石墨烯复合膜而制得的金-DNA四面体-氨基化石墨烯复合电极。其制备方法包括以下步骤：DNA四面体自组装，其中三条单链DNA的5’端修饰了巯基；石墨烯溶液分散；复合电极的制备。本发明专利技术实现了对NADH的高灵敏度、高线性检测范围、低检测限的检测，降低NADH氧化电压效果明显，有效抑制了电极表面副反应的发生，真正实现了对NADH快捷、简易以及高效的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于NADH电化学检测的复合电极及其制备方法
本专利技术属于电化学检测领域，涉及一种电化学检测的复合电极，尤其涉及一种用于NADH电化学检测的复合电极及其制备方法。
技术介绍
NADH是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamideadeninedinucleotide，NAD+)的还原形式，可以促进多糖、蛋白、核酸的合成和代谢，在增加物质转运和调控的同时，能活化生物体内多酶系统，改善代谢功能[1][2]。在癌症肿瘤方面，Qianru[3]研究发现，乳腺癌细胞中NADH的聚集浓度是正常乳腺细胞的1.8倍，两种细胞中自由NADH和酶联NADH的比率也不同。Weihong[4]研究推测NADH可能是肿瘤化疗过程中的重要调节剂。Brambilla[5]等研究发现有机物叔丁基过氧化氢可导致细胞功能损失，而线粒体内NADH能抑制线粒体膜电位下降，对线粒体功能起保护作用。Fernande[6]等研究表明，NADH在与铬反应形成相对稳定的铬-NADH复合物后，可以抑制需氧细胞在代谢过程中对一系列活性氧簇(reactiveoxygenspecies,ROS)的产生，进而保护细胞免受重金属铬酸盐诱导的血红蛋白氧化和过氧化损伤。同时，研究表明，NADH在延缓轴突变性的方面发挥着重要的作用[7]，而轴突变形是神经退行性疾病发病的重要原因之一。在对帕金森综合征患者的研究中发现，患者脑内四氢生物喋呤和二氢喋呤还原酶明显减少，这样也为临床上将NADH用于细胞保护治疗提供了相应的理论基础[8]。此外，单位菌体胞内NADH含量恒定[9][10]，细菌菌数与NADH含量应呈正相关关系，诸如发酵过程细胞浓度及其生长代谢状态状况的各种参数等则可通过测定NADH来监测[11]。NADH的含量已经证实对包括癌症肿瘤、帕金森综合症在内的多种疾病以及细胞衰竭与死亡、单体细菌菌数等有直接相关性。因此，对细胞内NADH含量进行高灵敏度的检测将为相关重大疾病的早期诊断和相关细菌的监控提供新的途径。华东理工大学杨弋等人申请了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸基因编码荧光探针及其制备方法和应用的专利(申请号：CN201110288807.6)，该申请公开了一种遗传编码的NADH荧光探针，其内含有对环境内NADH敏感的多肽和通过光谱性质的改变对环境内NADH进行表现的部分，可以实现对NADH、NAD+和NADH/NAD+比率的检测，但是所需设备庞大且价格昂贵；沈阳药科大学邸欣等人申请了一种γ-氨基丁酸转氨酶抑制剂的筛选方法的专利(申请号：CN201310073528.7)，该申请利用毛细管电泳技术，对γ-氨基丁酸转氨酶的酶联反应产物NADH定量分析，筛选出中药中具γ-氨基丁酸转氨酶抑制作用的活性组分，该技术对于NADH的检测方法快速但是灵敏度低；中国科学院长春应用化学研究所由天艳等人申请了钯纳米颗粒/碳纳米纤维复合物、制法及其在电催化的应用的专利(申请号：CN200910067537.9)，该申请涉及钯纳米颗粒/碳纳米纤维复合物、制法及其在电催化中的应用，该复合物对NADH检测的线性范围为0.2μm-716.6μm，检测限为0.2μm，检测便捷却未能降低NADH的氧化电压，检测限较高。受DNA折纸技术的启发，本专利技术则尝试利用DNA构建三维空间结构，并通过引入巯基将该三维结构固定在金电极表面以增加电极有效接触面积，从而降低NADH的氧化电压。参考文献：[1]BirkmayerGD,NADH-theenergizingcoenzyme[M].NewYork:KeatsPublishing,1998.18.[2]BirkmayerGD,AllaboutNADH[M].NewYork:AveryPublishing,2000.21.[3]YuQ,HeikalAA.Two-photonautofluorescencedynamicsimagingrevealssensitivityofintracellularNADHconcentrationandconformationtocellphysiologyatthesingle-celllevel[J].JournalofPhotochemistryandPhotobiologyB:Biology,2009,95(1):46-57.[4]喻卫红,潘铁,李晓霞.还原型辅酶I对抗肿瘤药物抑制人胃癌细胞的影响[J].中国肿瘤,2004,13(7).[5]BrambillaL,SestiliP,GuidarelliA,etal.Electrontransport-mediatedwastefulconsumptionofNADHpromotesthelethalresponseofU937cellstotert-butylhydroperoxide[J].JournalofPharmacologyandExperimentalTherapeutics,1998,284(3):1112-1121.[6]FernandesMAS,GeraldesCFGC,OliveiraCR,etal.EffectsofNADHandH2O2onChromate-InducedHumanErythrocytesHemoglobinOxidationandPeroxidation[J].Ecotoxicologyandenvironmentalsafety,2000,47(1):39-42.[7]UrtasunR,NietoN.[Hepaticstellatecellsandoxidativestress[J].Revistaespanoladeenfermedadesdigestivas:organooficialdelaSociedadEspanoladePatologiaDigestiva,2007,99(4):223-230.[8]VreckoK,StorgaD,BirkmayerJGD,etal.NADHstimulatesendogenousdopaminebiosynthesisbyenhancingtherecyclingoftetrahydrobiopterininratphaeochromocytomacells[J].BiochimicaetBiophysicaActa(BBA)-MolecularBasisofDisease,1997,1361(1):59-65.[9]WimpennyJWT,FirthA.Levelsofnicotinamideadeninedinucleotideandreducednicotinamideadeninedinucleotideinfacultativebacteriaandtheeffectofoxygen[J].Journalofbacteriology,1972,111(1):24-32.[10]KasimovaMR,GrigieneJ,KrabK,etal.ThefreeNADHconcentrationiskeptconstantinplantmitochondriaunderdifferentmetabolicconditions[J].ThePlantCellOnline本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于NADH电化学检测的复合电极，其特征在于，所述复合电极是在金电极表面上修饰一层DNA四面体‑氨基化石墨烯复合膜而制得的金‑DNA四面体‑氨基化石墨烯复合电极。

【技术特征摘要】
1.一种用于NADH电化学检测的复合电极，其特征在于，所述复合电极是在金电极表面上修饰一层DNA四面体-氨基化石墨烯复合膜而制得的金-DNA四面体-氨基化石墨烯复合电极；所述DNA四面体-氨基化石墨烯复合膜是通过金-硫键固定在金电极表面上的；所述DNA四面体是由四条单链DNA自组装而成，其中三条单链DNA的5’端修饰了巯基，组装成的四面体的三个顶点含有巯基；所述氨基化石墨烯是通过超声分散石墨烯溶液后离心沉降，得到与所述DNA四面体尺寸相适应的尺寸的氨基化石墨烯碎片；所述DNA四面体-氨基化石墨烯复合膜是将所述氨基化石墨烯碎片滴加在金电极-DNA四面体复合电极上，通过正负电荷相互吸引使得氨基化石墨烯碎片附着在DNA四面体间隙制备而成。2.一种制备用于NADH电化学检测的复合电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、DNA四面体自组装，其中三条单链DNA的5’端修饰了巯基；步骤二、氨基化石墨烯溶液分散；步骤三、复合电极的制备，将处理好的金电极浸泡在步骤一制得的四面体溶液中一段时间后取出，然后取一定体积的步骤二分散好的石墨烯溶液均匀滴加在金-DNA四面体复合电极上，静候一段时间，再次滴加石墨烯溶液，这样重复多次后，即完成金-DNA四面体-石墨烯复合电极的制备。3.根据权利要求2所述的制备用于NA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗霖，丁显廷，刘硕鹏，苏文琼，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31