构成血糖仪“扩展坞”的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于药物递送系统和生物传感技术的交叉技术领域，具体涉及一种构成血糖仪“扩展坞”的复合材料及其制备方法与应用。本申请的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，包括表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒、葡萄糖，所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒由羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过酰胺键连接DNA适配子，构建DNA门控，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道；所述葡萄糖位于所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中，当门控DNA识别蛋白质后，DNA‑蛋白质复合物改变DNA的构象，将介孔二氧化硅的孔道打开，释放葡萄糖，实现肿瘤标志物的检测。

【技术实现步骤摘要】
构成血糖仪“扩展坞”的复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于药物递送系统和生物传感技术的交叉
，具体涉及一种复合材料构成的血糖仪“扩展坞”及其对于肿瘤标志物-葡萄糖信号转换的方法。
技术介绍
肿瘤标志物是早期发现无症状微灶肿瘤的唯一途径，对其检测以进行肿瘤筛查和及时诊断。在预后康复管理和复发预警中，通过及时检测肿瘤标志物以判断预后效果，因此，肿瘤标志物的检测在预后康复管理和复发预警中也扮演着重要的角色。在肿瘤标志物的检测中通过密切检测肿瘤标志物，其动态数值波动可以作为一种评估疗效的指标，从而指导患者的个体疗程。而晚期患者肿瘤发生转移，大量肿瘤存在于血液中，主要以药物控制治疗为主，此时可通过监测血清中标志物来诊断药物治疗情况。但肿瘤标志物和肿瘤不是一一对应关系，而呈现复杂相关性，并存在个体差异性，因此，临床检测针对个体患者需选择两至三项灵敏度和特异性高度互补的肿瘤标志物进行联合检测监控。目前用于临床的免疫学检测方法(如免疫组织化学、荧光原位杂交和酶联免疫吸附实验)主要应用于医院且需要专业的医疗护理人员和医疗设备。而且在整个癌症康复管理过程中，动态调整饮食处方、运动处方、心理处方、以及药品处方应当是根据客观测量的各项指标的变化而定，而单次的肿瘤标志物检测存在着不同程度、不同方向的误差，无法准确反映实际情况，妨碍医生对于病情发展的判断。因此，迫切需要开发一种可个性化制定多种肿瘤标志物的监测平台，通过定制指标的长期监控，借助波动变化的曲线描绘客观现象在时间上的进展情况，从而得到一动态曲线图，该动态曲线图在一定程度上反映了肿瘤的发生、发展情况以及疗效，其可用于癌症诊疗中的早期预警、肿瘤康复过程治疗方案的选择以及调整的依据。因此，肿瘤标志物检测平台由于其高效、特异的检测功能不仅可以节约样本、缩短检测时间、避免昂贵的大型检测仪器，而且让患者和家人随时可以了解病情走向，采取积极的防治措施。对于癌症观察期的患者，一个家庭式肿瘤标志物检测器既满足同一仪器检测得到的可信的动态曲线，又可以根据每个患者的特点定制个性化检测指标。目前世界上使用最广泛的医用诊断设备之一个人血糖仪，个人血糖仪信号转导平台具有尺寸便携、操作简便、成本低廉和定量结果可靠等特征，大多数血糖仪使用安培法，在特定时间点测量由葡萄糖酶促反应产生的电流。但是，若将血糖仪平台用于肿瘤标志物的检测，可克服目前检测肿瘤标志物的诸多困难，可为肿瘤监控和家庭医疗服务提供新的方案。而扩展坞是一种专为笔记本电脑设计的外置设备，复制甚至扩展笔记型计算机的端口，使笔记本电脑与多个配件或外置设备方便的一站式连接和信号转换，赋予电脑更多的功能。由此借用扩展坞的概念，建立血糖仪平台的扩展坞，将肿瘤标志物信号转换为葡萄糖信号，则可实现血糖仪检测肿瘤标志物，并且这种信号转换已有报道，如汞离子-葡萄糖黄曲霉素-葡萄糖的置换反应。介孔二氧化硅纳米颗粒作为代表性的中空材料，其粒径可调节，表面易功能化，内部具有较大的储存空间，可进行药物装载与缓释等功能，因此，其特殊的介孔结构决定了它们在生物分子分离领域具有独特而广泛的应用。如通过DNA封闭可实现可控的药物释放而作信号转换功能，例如Zhou等人构建了具有二硫键连接的cri啶胺嵌入剂功能的新型DNA门控介孔二氧化硅纳米颗粒载体，以实现DNA门控的介孔二氧化硅在不同刺激下释放包裹在介孔二氧化硅孔中的药物。利用“门控”二氧化硅纳米载药系统的原理，即通过门控分子封闭装载药物的介孔二氧化硅，放至靶向区，通过某种刺激改变门控分子，打开“门控”以释放药物。但目前未有将葡萄糖信号分子作为药物装载并以DNA作为门控分子封闭，DNA适配子识别肿瘤标志物后以释放葡萄糖，从而实现肿瘤标志物/葡萄糖信号的转换的报道。
技术实现思路
为了解决上述肿瘤标志物检测存在着不同程度、不同方向的误差，无法准确反映实际情况，妨碍医生对于病情发展的判断，以及现有临床的免疫学检测方法操作要求高，成本高等问题，本专利技术提供一种构成血糖仪“扩展坞”的复合材料及其制备方法与应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，所述复合材料包括表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒、葡萄糖，所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒由羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒、DNA适配子构成，所述羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒通过酰胺键连接DNA适配子，构建DNA门控，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道；所述葡萄糖位于所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。进一步的，DNA适配子为针对不同肿瘤特征制定的DNA序列。进一步的，所述特定DNA序列包括乳腺癌肿瘤标志物Her的适配子序列，所述乳腺癌肿瘤标志物Her的适配子序列为AACCGCCCAAATCCCTAAGAGTCTGCACTTGTCATTTTGTATATGTATTTGGTTTTTGGCTCTCACAGACACACTACACACGCACA。构成血糖仪“扩展坞”的复合材料的制备方法，制备上述的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其方法包括以下步骤：S1：制备介孔二氧化硅纳米颗粒将十六烷基三甲基溴化铵和四羟乙基乙二胺加入水中加热混合搅拌，再加入四乙基原硅酸盐，继续搅拌至反应结束；反应结束后离心分离，将沉淀物在酸醇溶液中超声分散脱除模版剂，离心，真空干燥得到介孔二氧化硅纳米颗粒；S2：制备羧基化介孔二氧化硅纳米颗粒将步骤S1中的介孔二氧化硅纳米颗粒分散在乙醇溶液中，并加入氨丙基三乙氧基硅烷进行搅拌；搅拌结束后离心，洗涤，真空干燥得到氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒；取一定量所述氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒和丁二酸酐，并加入二甲基亚砜溶液和三乙胺溶液进行反应；反应后离心、洗涤得到羧基化介孔二氧化硅纳米颗粒；S3：葡萄糖的装载和门控DNA的封闭将碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺加入分散有步骤S2的羧基化介孔二氧化硅纳米颗粒的MES缓冲液中搅拌，再调节溶液pH，并加入葡萄糖和DNA适配子继续搅拌反应；反应结束后利用PBS缓冲液洗涤，获得血糖仪“扩展坞”的复合材料。进一步的，步骤S1中四羟乙基乙二胺、十六烷基三甲基溴化铵、四乙基原硅酸盐的质量比为1:2-5:30-45。进一步的，步骤S2中的洗涤溶液包括甲醇溶液、乙醇溶液中的一种或多种。进一步的，步骤S2中氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒、丁二酸酐的质量比为1:10-20。进一步的，步骤S3中葡萄糖的质量浓度为1-3M；DNA适配子的质量浓度为80-120μM。进一步的，步骤S3中MES缓冲液的pH为6.0；所述调节溶液pH至7.4。构成血糖仪“扩展坞”复合材料的应用，利用上述的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料检测肿瘤标志物，其检测方法如下：称取两份等量的上述制备的血糖仪“扩展坞”的复合材料，用PBS缓冲液洗涤、离心，至上清液由血糖仪检测读数为零，接着溶解至PBS缓冲液中，其中一份加入肿瘤标志物标准样品，另一份不加入肿瘤标志物静置(作为阴性对照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其特征在于：所述复合材料包括表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒、葡萄糖，所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒由羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒、DNA适配子构成，所述羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒通过酰胺键连接DNA适配子，构建DNA门控，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道；所述葡萄糖位于所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。/n

【技术特征摘要】
1.构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其特征在于：所述复合材料包括表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒、葡萄糖，所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒由羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒、DNA适配子构成，所述羧基化的介孔二氧化硅纳米颗粒通过酰胺键连接DNA适配子，构建DNA门控，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道；所述葡萄糖位于所述表面被DNA适配子修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。


2.根据权利要求1所述的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其特征在于：所述DNA适配子为针对不同肿瘤特征制定的DNA序列。


3.根据权利要求2所述的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其特征在于：所述特定DNA序列包括乳腺癌肿瘤标志物Her的适配子序列，所述乳腺癌肿瘤标志物Her的适配子序列为AACCGCCCAAATCCCTAAGAGTCTGCACTTGTCATTTTGTATATGTATTTGGTTTTTGGCTCTCACAGACACACTACACACGCACA。


4.构成血糖仪“扩展坞”的复合材料的制备方法，其特征在于：制备权要求1-3任一所述的构成血糖仪“扩展坞”的复合材料，其方法包括以下步骤：
S1：制备介孔二氧化硅纳米颗粒
将十六烷基三甲基溴化铵和四羟乙基乙二胺加入水中加热混合搅拌，再加入四乙基原硅酸盐，继续搅拌至反应结束；反应结束后离心分离，将沉淀物在酸醇溶液中超声分散脱除模版剂，离心，真空干燥得到介孔二氧化硅纳米颗粒；
S2：制备羧基化介孔二氧化硅纳米颗粒
将步骤S1中的介孔二氧化硅纳米颗粒分散在乙醇溶液中，并加入氨丙基三乙氧基硅烷进行搅拌；搅拌结束后离心，洗涤，真空干燥得到氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒；
取一定量所述氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒和丁二酸酐，并加入二甲基亚砜溶液和三乙胺溶液进行反应；反应后离心、洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜斐，杨欣馨，彭倩瑜，唐瑞璐，
申请(专利权)人：重庆宏道拓土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50