基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统及其应用技术方案

本发明专利技术属于蛋白质检测领域，具体涉及的是基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统及其应用。本专利首次构建了基于电泳原理靶向富集蛋白质的电化学分子印迹传感器用于蛋白质的检测，其原理在于带负电荷的检测物在电场的作用力下快速富集并结合到分子印迹薄膜的空腔，引起电极表面电化学性质的改变。该蛋白质检测系统将最低检测浓度降低至7

【技术实现步骤摘要】
基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统及其应用


[0001]本专利技术属于蛋白质检测领域，具体涉及的是基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统及其应用。

技术介绍

[0002]蛋白质是维持机体内环境稳态的重要组成部分，在生命活动中发挥着十分关键的作用。实现蛋白质快速高效的检测在对疾病的预防、诊疗、药物治疗的筛选、生命过程的监测具有重大意义。
[0003]常见的蛋白质检测方式主要有免疫分析法、酶联免疫吸附法、共振光散射和质谱法。上述检测方式普遍存在检测限高、检测时间长、价格昂贵且需要专业人员进行操作等多个难题，极大地限制了蛋白质检测的发展。电化学生物传感器由于其在检测的过程中具有特异性强、成本低、准确度高、操作简单、分析速度快等优点被广泛关注和研究。免疫和适体等传感器由于试剂稳定性差、生产困难、成本高等缺点暂时无法得到广泛的应用。研究者们更倾向于开发廉价、高灵敏度和可重复使用的传感器。因此，越来越多研究聚焦于分子印迹传感器，因为其具有成本低，特异性高，操作简便，分析快速等优点。
[0004]分子印迹聚合物为模板分子提供了特定的识别位点，模板分子从聚合物中移除，提供能够随后识别模板分子的互补结合位点。近年来，分子印迹聚合物逐渐被选择用于构建识别元件并应用于蛋白质的电化学检测。分子印迹的使用为通用式检测蛋白质提供了一种简单、低廉的识别受体，邻苯二胺在近些年被广泛用于蛋白质分子印迹的合成。
[0005]但是，常规的电化学分子印迹传感器在检测蛋白质存在着检测限高和检测耗时长等问题。模板分子与识别元件结合的过程在检测环节会耗费大量的时间，并且当检测物与识别元件共同存在于缓冲液中，检测物会随着时间的增加不断地与识别元件进行结合，但仍有部分无法进行识别和检测，这造成了现有传感器在一定的检测体系内无法实现更低的检测限。
[0006]为了解决上述问题，本专利开发出一种电泳介导检测物靶向富集至传感界面的电化学分子印迹传感器的新型传感模型，其原理是带负电荷的检测物在电场的作用力下快速富集并结合到分子印迹薄膜的空腔，引起电极表面电化学性质的改变。
[0007]蛋白质在电场力作用下，能够自发朝电场力的方向移动，最为常见的电泳检测蛋白质方法是聚丙烯酰胺凝胶电泳，其检测原理是蛋白质在凝胶中通过电场力的作用进行运动分离，利用抗原抗体结合的方式进行显影来实现半定量检测。已有研究提出，电场增强可用于DNA片段的检测，但是针对蛋白质的检测还未出现，因此采用蛋白质的电泳用于蛋白质的电化学检测将有巨大的研究意义。
[0008]专利技术人基于分子印迹技术和电泳原理设计出一种新型的蛋白质检测方法和传感装置来实现对微量蛋白质的通用式快速检测，首次构建了基于电泳原理靶向富集蛋白质的电化学分子印迹传感器用于牛血清白蛋白的检测。该传感器由最初的检测最低浓度由7
×
10
‑6g/ml降低至7
×
10
‑8g/ml，并将传统的电化学分子印迹传感器孵育耗时由15分钟缩短至
5分钟，极大的缩短了检测的时间。并且还可以选择性避免干扰物对传感器的干扰，为快速准确的检测蛋白质提出一种新策略。
[0009]公开号为CN112763553A的专利技术专利公开了一种基于分子印迹技术对蛋白质的电化学检测方法，该方法具有高选择性和高灵敏度，可以快速检测目标蛋白质，但是该专利并未采用电泳技术，不具备扩宽检测限、提升抗干扰性能的作用。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统，该蛋白质检测系统在电场的作用力下，将带负电荷的检测物快速富集并结合到分子印迹薄膜的空腔，引起电极表面电化学性质的改变，具有扩宽检测限、缩短检测时间、提升抗干扰能力等优点。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统，所述蛋白质检测系统由电化学分子印迹传感器和电泳装置组成；
[0013]所述电泳装置为底部包含Pt盘的电解杯；
[0014]所述电化学分子印迹传感器通过固定台悬挂在电解杯中；
[0015]所述Pt盘和所述电化学分子印迹传感器分别与电源两极连接，以此实现电场作用力介导待测物靶向富集至传感界面。
[0016]进一步，所述电化学分子印迹传感器与所述Pt盘平行。
[0017]进一步，所述电化学分子印迹传感器包括工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极为MIP/GCE电极，对电极为铂丝电极，参比电极为Ag/AgCl电极。
[0018]进一步，所述MIP/GCE电极制备方法包括以下步骤：
[0019](1)以裸GCE为基底电极，用氧化铝抛光；
[0020](2)采用邻苯二胺电聚合步骤(1)所述抛光后的GCE电极，得分子印迹膜电极；
[0021](3)用洗脱液对步骤(2)所述分子印迹膜电极进行洗脱，洗去模板分子，得MIP/GCE电极。
[0022]进一步，步骤(1)具体为：先使用0.3μm氧化铝粉末抛光裸GCE，在超纯水中超声清洗15秒；然后使用0.05μm氧化铝粉末抛光裸GCE，先后在超纯水、纯乙醇和超纯水中超声清洗15秒；在含有5mM[Fe(CN)6]3‑
/4
‑
的PBS溶液中通过CV扫描记录裸GCE的响应，电压以100mV/s的速度从
‑
0.2V循环到+0.6V，直到获得稳定的循环伏安图；用超纯水冲洗电极，并在室温下干燥。
[0023]步骤(2)具体为：在含有邻苯二胺ο
‑
PD(1.0g/L，9.3mmol/L)和牛血清白蛋白BSA(1.4x10
‑2g/L)的PBS(pH＝6.0)中通入氮气20min，然后采用循环伏安法进行电聚合，形成分子印迹膜(MIP)；非分子印迹膜的合成方法与分子印迹膜合成方法类似，但在电聚合期间不添加牛血清白蛋白。
[0024]进一步，o
‑
PD浓度为0.5～2.5g/L，优选为1.0g/L；BSA浓度为0.7x10
‑2～3.5x10
‑2g/L，优选为1.4x10
‑2g/L；电聚合圈数为5～15圈；洗脱液为用乙醇
‑
水以体积比2：1配置的含有1M NaOH的洗脱液，洗脱时间为5～25min，优选为15min。
[0025]更进一步，步骤(2)中扫描速率为50mV/s，电位范围为：
‑
0.1～1.0v，电聚合圈数为
15圈。
[0026]进一步，所述分子印迹膜电极需用洗脱液在水浴加热50℃下浸泡15min。
[0027]本专利技术的目的之二在于提供一种所述蛋白质检测系统检测蛋白质的方法，该方法方便快速，可以实现微量蛋白质的通用式快速检测。
[0028]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0029]一种所述蛋白质检测系统检测蛋白质的方法，具体包括以下步骤：
[0030](1)将待测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电泳和分子印迹原理的蛋白质检测系统，其特征在于，所述蛋白质检测系统由电化学分子印迹传感器和电泳装置组成；所述电泳装置为底部包含Pt盘的电解杯；所述电化学分子印迹传感器通过固定台悬挂在电解杯中；所述Pt盘和所述电化学分子印迹传感器分别与电源两极连接，以此实现电场作用力介导待测物靶向富集至传感界面。2.根据权利要求1所述的蛋白质检测系统，其特征在于，所述电化学分子印迹传感器与所述Pt盘平行。3.根据权利要求1所述的蛋白质检测系统，其特征在于，所述电化学分子印迹传感器包括工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极为MIP/GCE电极，对电极为铂丝电极，参比电极为Ag/AgCl电极。4.根据权利要求3所述的蛋白质检测系统，其特征在于，所述MIP/GCE电极制备方法包括以下步骤：(1)以裸GCE为基底电极，用氧化铝抛光；(2)采用邻苯二胺电聚合步骤(1)所述抛光后的GCE电极，得分子印迹膜电极；(3)用洗脱液对步骤(2)所述分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧广超，李钰莎，兰华林，鲁清，张玉婵，王钰耀，兰远胜，武晓婷，明小卿，
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：