基于MXene的竞争型电化学适体传感器用于粘蛋白MUC1的检测制造技术

本公开涉及一种基于MXene的竞争型电化学适体传感器以及其在粘蛋白MUC1检测中的应用。MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，它具有独特的二维层结构，通过静电吸引可直接与DNA分子结合。MXene较大的表面积为信号分子提供大量的附着位点，起到了信号放大的作用。通过电化学的表征发现，该适体传感器对MUC1的检测具有特异性，具有较高的稳定性和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
基于MXene的竞争型电化学适体传感器用于粘蛋白MUC1的检测
本公开涉及一种基于MXene的竞争型电化学适体传感器以及其在粘蛋白MUC1检测中的应用。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。在全球女性癌症相关的死亡中，乳腺癌的死亡率位居第二，其仅次于肺癌。因此，对于乳腺癌标志物的检测至关重要。粘蛋白MUC1是一种高分子量跨膜糖蛋白，氨基酸序列(APDTRPAPG)，由于其在肿瘤组织中的异常表达，已被开发作为癌症早期诊断的生物标志物。与正常人相比，MUC1在乳腺癌患者中大量表达。另外，早期对于MUC1生物学功能的认识主要局限于其润滑、保护作用，随着对MUC1研究的逐渐深入，发现MUC1是一种具有多种功能的分子，在不同情况下有时甚至表现出截然相反的功能，如同时具有粘附和抗粘附作用，免疫活化和免疫抑制作用等等。因此，MUC1不管是作为乳腺癌标志物，还是生物活性功能成分，其检测都较重要。目前已经开发了许多用于MUC1检测的方法，例如表面增强拉曼方法，酶联免疫吸附测定，荧光分析和电化学检测。与其他检测方法相比，电化学方法具有灵敏度高，响应快，简单，成本低等优点，受到广泛关注。适体通过称为SELEX(指数富集配体的系统进化)的筛选技术开发，并且是可以在实验室中直接设计和合成的一类单链核苷酸。与抗体相比，适配体成本低，分子量小，合成速度快，结构稳定，各种功能易于修饰。到目前为止，电化学适体传感器得到了很大的发展和应用，结合了电化学的高灵敏度和高适体对靶分子的选择性。MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，具有独特的二维层状结构、较大的比表面积及良好的导电性、稳定性、磁性能和力学性能,已广泛应用于储能、催化、吸附等多处领域。基于此，申请人希望研究开发一种新的电化学适体传感器以应用在粘蛋白MUC1检测中。
技术实现思路
针对以上
技术介绍
，本公开提供了一种基于MXene的竞争型电化学适体传感器以及其在粘蛋白MUC1检测中的应用。本公开具体采用以下技术方案：在本公开的第一个方面，提供一种用于检测粘蛋白MUC1的MXene-DNA信号探针，其特点是，以MXene为载体，表面通过静电吸引力连接与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA。在本公开的第二个方面，提供所述用于检测MUC1的MXene-DNA信号探针的制备方法，该方法包括：以MXene为载体，其表面通过静电吸引力与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA相连接。在本公开的第三个方面，提供一种基于MXene的竞争型电化学适体传感器，其特点是：包括：上述MXene-DNA信号探针；以及，表面沉积金纳米粒子(AuNP)的基体电极，所述基体电极通过金纳米粒子连接MUC1适体；其中，所述MXene-DNA信号探针中的二茂铁或其衍生物修饰的DNA与所述MUC1适体部分互补结合。在本公开的第四个方面，提供所述基于MXene的竞争型电化学适体传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：首先将基体电极沉积金纳米粒子(AuNP)，然后连接MUC1适体，再加入所述的MXene-DNA信号探针，即可得到基于MXene的竞争型电化学适体传感器。在本公开的第五个方面，提供所述MXene-DNA信号探针或所述基于MXene的竞争型电化学适体传感器在检测MUC1中的应用。在本公开的第六个方面，提供一种非诊断目的的MUC1的检测方法，该方法包括使用所述MXene-DNA信号探针或所述基于MXene的竞争型电化学适体传感器进行电化学检测的步骤。与本专利技术人知晓的相关技术相比，本公开其中的一个技术方案具有如下有益效果：本公开设计了基于MXene的竞争型电化学适体传感器。MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，它具有独特的二维层结构，通过静电吸引可直接与DNA分子结合。MXene较大的表面积为信号分子提供大量的附着位点，起到了信号放大的作用。通过电化学的表征发现，该适体传感器对MUC1的检测具有特异性，具有较高的稳定性和灵敏度。附图说明构成本公开一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1基于MXene的电化学适体传感器用于MUC1检测示意图。图2基于MXene的电化学适体传感器在不同MUC1浓度的PBS缓冲溶液(pH＝7.00)中的SWV曲线(A)及浓度与峰电流之间的线性关系曲线(B)，其中，a-i分别代表1pM、10pM、100pM、1nM、10nM、100nM、1uM、10uM和100uM。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，申请人希望研究开发一种新的电化学适体传感器以应用在粘蛋白MUC1检测中，为此，在本公开的第一个典型的实施方式中，提供一种用于检测MUC1的MXene-DNA信号探针，其特点是，以MXene为载体，表面通过静电吸引力连接与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA。进一步的，所述MXene是化学通式Mn+1XnTz所表示的化合物或混合物，其中M指过渡族金属(如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等)，X指C或/和N，n一般为1-3，Tz指表面基团(如O2-、OH-、F-、NH3、NH4+等)。MXene主要通过HF酸或盐酸和氟化物的混合溶液将MAX相中结合较弱的A位元素(如Al原子)抽出而得到。在本公开的一个或一些实施方式中，所述MXene是通过HF刻蚀MAX制备得到，其中，其中M指过渡族金属(如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等)，A指Al，X指C或/和N。进一步的，MAX为Ti3AlC2，近密堆积的Ti层与纯Al族元素层交错，C原子填充前者之间的八面体位置。因为Ti-Al键相对弱于Ti-C键，Al原子是Ti3AlC2中反应性最强的物质，可以很容易地从Ti3AlC2结构中除去，产生二维Ti3C2纳米材料。适体(aptamer)是用配体指数富集法系统演化(SELEX)技术从人工体外合成的随机寡核苷酸序列库中反复筛选得到的能以高的亲和力和特异性与靶分子结合的一段寡核苷酸序列。本公开中所述MUC1适体的具体序列并没有特别限定，在本公开的一个或一些实施方式中，所述MUC1适体的序列为5′-GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGG-3′，如SEQIDNO：1所示。进一步的，所述二茂铁或其衍生物修饰的DNA与MUC1适体可完全互补，也可部分互补，其具体的序列可根据MUC1适体确定。在本公开的一个或一些实施方式中，所述二茂铁或其衍生物修饰的DNA的序列为5′-TTTTTTCGCTTGCGCATG-3′，如SEQIDNO：2所示。在本公开的一个或一些实施方式中，所述DNA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测粘蛋白MUC1的MXene‑DNA信号探针，其特征是：以MXene为载体，表面通过静电吸引力连接与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测粘蛋白MUC1的MXene-DNA信号探针，其特征是：以MXene为载体，表面通过静电吸引力连接与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA。2.如权利要求1所述的MXene-DNA信号探针，其特征是：所述MXene是化学通式Mn+1XnTz所表示的化合物或混合物，其中M指过渡族金属，X指C或/和N，n为1-3，Tz指表面基团。3.权利要求1或2所述的用于检测粘蛋白MUC1的MXene-DNA信号探针的制备方法，其特征是，该方法包括：以MXene为载体，其表面通过静电吸引力与MUC1适体互补的二茂铁或其衍生物修饰的DNA相连接。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：具体包括以下步骤：将MXene和二茂铁或其衍生物修饰的DNA混合，然后反应形成MXene-DNA聚合物，将MXene无活性位点用牛血清白蛋白(BSA)封闭，并去除未结合的DNA，得到用于检测MUC1的MXene-DNA信号探针；进一步的，所述MXene与二茂铁或其衍生物修饰的DNA的添加比例为(1～3)mL：(10～30)uL，所述二茂铁或其衍生物修饰的DNA的浓度为40～60uM。5.一种基于MXene的竞争型电化学适体传感器，其特征是，包括：权利要求1或2所述的MXene-DNA信号探针；以及，表面沉积金纳米粒子(AuNP)的基体电极，所述基体电极通过金纳米粒子连接MUC1适体；其中，所述MXene-DNA信号探针中的二茂铁或其衍生物修饰的DNA与所述MUC1适体部分互补结合。6.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张菲菲，王海燕，王宗花，杨潇，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37