基于二维的金属有机框架锌卟啉配合物纳米材料在电致化学发光检测miRNA中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于二维的金属有机框架锌卟啉配合物纳米材料，并将其用于ECL发光体的构建中，借助核酸信号放大技术成功开发了针对miRNA

【技术实现步骤摘要】
基于二维的金属有机框架锌卟啉配合物纳米材料在电致化学发光检测miRNA中的应用


[0001]本专利技术属于电化学传感
，具体涉及一种基于二维的金属有机框架锌卟啉配合物纳米材料，及其在电致化学发光检测miRNA中的应用。

技术介绍

[0002]电致化学发光(ECL)分析技术拥有电化学的高可控性和光分析的高灵敏性，在生物医学分析、临床检验和环境检测等领域都有着广泛的应用。
[0003]新类型的ECL发光体的设计与开发成为目前的研究热点。卟啉类的化合物作为ECL发光体的研究报道也较为普遍。结合低毒性的金属制成配位聚合物不仅能较好的维持生物分子的活性，还可以可有效改善发光体的光学性能。
[0004]金属有机框架(MOF)是由金属离子和有机连接自组装而成的微孔结晶材料，具有内表面积大、尺寸可调、易于改性等优点，其固有的有序多孔性使其具有快速扩散通道，有利于电子转移应用广泛。纳米级的MOF材料更是结合了纳米材料和自身MOF的优势，低维度的MOF发光纳米材料可以更有效的改进其ECL发光效率。
[0005]MicroRNA是一种内源性非编码小分子RNA，其表达失衡与多种疾病包括癌症密切相关。其中，microRNA
‑
24是非常重要的一员，不仅在多种神经系统疾病、心血管系统疾病中发现其表达异常，还参与肺癌、乳腺癌、肝癌等多种癌症肿瘤的发生发展，是疾病早期诊断、病理分级、病程进展和预后评估的重要分子标志物。近年来，国内外学者发展了一些microRNA
‑
24的检测方法，如以多壁碳纳米管
‑
聚酰胺树枝状大分子和亚甲基蓝为氧化还原指示的传感，以聚苯胺水凝胶的氧化还原电流作为检测DNA/RNA杂交反应的生物传感和基于三维纳米多孔导电聚合物的电化学生物传感，然仍需提升性能以适应临床要求。microRNA
‑
24作为疾病标志物的快速、灵敏、准确的ECL传感检测平台仍有待开发。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于二维的金属有机框架锌卟啉配合物纳米材料，并将其用于ECL发光体的构建中，借助核酸信号放大技术成功开发了针对miRNA
‑
24的高灵敏特异性ECL传感器，具有很高的检测灵敏度和准确性。
[0007]因此，本专利技术首先提供了纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)在miRNA的ECL检测方面的应用，所述纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)具有：由四羧基苯基卟啉(TCPP)与锌通过苯环上的羧基配位形成的纳米层，纳米层间通过4，4
′‑
联苯二甲酸(BPDC)和四羧基苯基卟啉(TCPP)的羧基与锌配位形成间隔，同时锌还与四羧基苯基卟啉(TCPP)的卟啉环中的氮配位结合。
[0008]在所述纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)结构中，在纳米层内，通过锌与卟啉环中的氮配位、以及锌与TCPP的苯环上的羧基配位，形成金属节点间的配位螯合作用，有效提高了纳米层的ECL性能；同时，4，4
′‑
联苯二甲酸(BPDC)作为成核调节剂，通过锌
同时与BPDC和TCPP的苯环上的羧基配位，形成纳米层间间隔，空间位阻的增加阻碍了MOF的各向异性生长，促进了二维结构的形成和稳定。二维结构的纳米级金属有机框架材料有利于嵌入双链DNA沟槽并与锌配合物掺杂石墨烯量子点Zn,N,S
‑
GQDs协同作用。
[0009]其中，所述纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)的原料中，锌(以原料中的Zn计)、四羧基苯基卟啉(TCPP)和4，4
′‑
联苯二甲酸(BPDC)的原料质量比为(3
±
0.3)：(1
±
0.3)：(1
±
0.3)。
[0010]本专利技术还提供了一种用于miRNA检测的ECL传感器，包括：含有锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)的基础电极，能够与目标物miRNA特异性结合的DNA链HP1，能够置换目标物miRNA与DNA链HP1复合的DNA链HP2，能够连接于DNA链HP2并交替循环的DNA链HP3和DNA链HP4，以及上述纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)。
[0011]其中，所述锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)由锌配位的二硫苏糖醇(Zn
‑
DTT)在含有二水柠檬酸三钠和尿素的混合溶液中制成。三者质量比为(0.5mg
‑
2.5mg)：(0.4g
‑
0.6g)：(0.6g
‑
0.8g)。所述锌配位的二硫苏糖醇(Zn
‑
DTT)由二硫苏糖醇(DTT)溶液和可溶性锌盐溶液混合制成，其中二硫苏糖醇和锌离子的摩尔比为(1～2)：1。
[0012]其中，所述DNA链HP1通过Zn
‑
S键与锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)连接。
[0013]其中，所述miRNA为miRNA
‑
24。
[0014]其中，所述基础电极上，未连接HP1的位置上还设有6
‑
巯基
‑1‑
己醇(MCH)封闭的非特异性位点。
[0015]其中，所述ECL传感器对miRNA具有10fM～1aM的检测范围和数量级在aM级的检测限。
[0016]本专利技术还提供了一种对miRNA检测的方法，采用含有锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)的基础电极，将目标物miRNA和能够与目标物miRNA特异性结合的DNA链HP1共同加入基础电极并进行CHA循环，然后加入DNA链HP3和DNA链HP4在HP2上进行HCR循环，最后在电极表面修饰上述纳米级金属有机框架材料(2D
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Zn
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TCPP MOF)，根据ECL响应强度与miRNA浓度的线性关系对目标物miRNA的浓度进行判定。
[0017]其中，所述锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)由锌配位的二硫苏糖醇(Zn
‑
DTT)在含有二水柠檬酸三钠和尿素的混合溶液中制成。三者质量比为(0.5mg
‑
2.5mg)：(0.4g
‑
0.6g)：(0.6g
‑
0.8g)。所述DNA链HP1通过Zn
‑
S键与锌配合物掺杂石墨烯量子点(Zn,N,S
‑
GQDs)连接。所述miRNA为miRNA
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级金属有机框架材料在miRNA的ECL检测方面的应用，所述纳米级金属有机框架材料具有：由四羧基苯基卟啉与锌通过苯环上的羧基配位形成的纳米层，纳米层间通过4，4
′‑
联苯二甲酸和四羧基苯基卟啉的羧基与锌配位形成间隔，同时锌还与四羧基苯基卟啉(TCPP)的卟啉环中的氮配位结合。2.根据权利要求1所述的纳米级金属有机框架材料在miRNA的ECL检测方面的应用，其特征在于，所述纳米级金属有机框架材料(2D
‑
Zn
‑
TCPP MOF)的原料中，锌、四羧基苯基卟啉和4，4
′‑
联苯二甲酸的原料质量比为(3
±
0.3)：(1
±
0.3)：(1
±
0.3)；所述锌不仅与卟啉环中的氮配位结合，还与苯环上的羧基配位结合形成二维拓扑结构。3.一种用于miRNA检测的ECL传感器，包括：含有锌配合物掺杂石墨烯量子点的基础电极，能够与目标物miRNA特异性结合的DNA链HP1，能够置换目标物miRNA与DNA链HP1复合的DNA链HP2，能够连接于DNA链HP2并交替循环的DNA链HP3和DNA链HP4，以及权利要求1
‑
2任一项所述的纳米级金属有机框架材料。4.根据权利要求3所述的用于miRNA检测的ECL传感器，其特征在于，所述锌配合物掺杂石墨烯量子点由锌配位的二硫苏糖醇在含有二水柠檬酸三钠和尿素的混合溶液中制成。三者质量比为(0.5mg
‑
2.5mg)：(0.4g
‑
0.6g)：(0.6g
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0.8g)。所述锌配位的二硫苏糖醇由二硫苏糖醇溶液和可溶性锌盐溶液混合制成，其中二硫苏糖醇和锌离子的摩尔比为(1～2)：1。5.根据权利要求3所述的用于miRNA检测的ECL传感器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱姝，代成琳，兰华林，臧广超，
申请(专利权)人：重庆医疗器械质量检验中心，
类型：发明
国别省市：