基于金纳米棒-刷双层纳米结构基底微阵列芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于金纳米棒

【技术实现步骤摘要】
基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医疗领域，尤其涉及一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]微阵列生物芯片因其小型化，高通量等优势广泛应用于生物医药及生物分析领域。目前常用的微阵列芯片基底主要是表面修饰有氨基、醛基、环氧基或多聚赖氨酸等活性基团的二维平面玻片，但是二维芯片很大程度上容易受到玻片表面积的限制，探针分子固定量小，并且平铺于基底表面，无法较好接触靶标分析物。在蛋白质和多肽微阵列芯片上，非特异性蛋白吸附较高，方法灵敏度受到了很大的限制。
[0003]基于微阵列分析方法灵敏度的提高主要可以通过以下两种方式实现：(1)使用三维基底增加表面固定的探针密度；(2)通过表面增强的策略提高荧光信号。聚合物涂覆是一种简便的制备三维微阵列基底的方法，易于原位合成，有较高的生物分子固定量和抗污能力。金属纳米结构(如金和银)的局域表面等离子体共振和表面荧光基团相互作用增强荧光信号。然而，目前对于同时使用金纳米和聚合物分子刷制备的微阵列芯片基底还未见报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片及其制备方法，该芯片能够检测到荧光多肽底物浓度最低为0.05mg/mL，并且可以实现对基质金属蛋白酶活性的高灵敏度检测。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术首先提供一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片，该芯片是在金纳米棒自组装形成的金纳米棒基底上修饰有聚合物刷，在所述聚合物刷上固定有多肽底物。
[0007]优选的是，所述的聚合物刷为聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯
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co
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甲基丙烯酸羟乙酯)刷，多肽底物优选为FAM修饰多肽底物、TAMRA修饰多肽底物、Cy5修饰多肽底物、基质金属蛋白酶
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1特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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2特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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3特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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7特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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9特异性识别多肽底物或基质金属蛋白酶
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13特异性识别多肽底物。
[0008]本专利技术还提出了一种基于上述金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：采用金纳米棒自组装方法制备金纳米棒基底；
[0010]步骤二：在步骤一的金纳米棒基底依次进行氨基化和引发剂修饰；
[0011]步骤三：利用表面引发原子转移自由基聚合法，在步骤二得到的经氨基化修饰和引发剂修饰的金纳米棒基底修饰聚合物刷；
[0012]步骤四：在步骤三得到的聚合物刷修饰的金纳米棒基底上固定多肽底物，形成微阵列芯片。
[0013]优选的是，所述的步骤一具体为：
[0014]1)对光学级玻璃片进行羟基化修饰；
[0015]2)对羟基化玻璃片进行氨基化修饰；
[0016]3)将NaBH4溶液加入到包含CTAB和HAuCl4的混合溶液中，室温下搅拌后，静置得到种子溶液；
[0017]4)将CTAB溶液、HAuCl4溶液和AgNO3溶液混合均匀后，加入抗坏血酸，混合均匀后，加入步骤3)的种子溶液，静置反应后，得到金纳米棒溶液；
[0018]5)将金纳米棒溶液与步骤2)中得到的氨基化修饰玻璃片在25～35℃下反应6h，获得金纳米棒修饰的基底。
[0019]优选的是，所述的步骤二具体为：
[0020]1)将金纳米棒修饰的基底浸泡在2
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氨基乙硫醇的无水乙醇溶液中反应，得到氨基化修饰金纳米棒基底；
[0021]2)将氨基化修饰金纳米棒基底放入α
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溴异丁酰溴和三乙胺的无水二氯甲烷溶液中反应，得到引发剂修饰的金纳米棒基底。
[0022]优选的是，所述的步骤三具体为：
[0023]将引发剂修饰的金纳米棒基底放入含有甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、溴化亚铜和2,2
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联吡啶的水/甲醇溶液中反应，得到聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯
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co
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甲基丙烯酸羟乙酯)刷修饰的金纳米棒基底。
[0024]优选的是，所述的步骤三中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积分数为0.5～7.5％，甲基丙烯酸羟乙酯的体积分数为5～20％。
[0025]优选的是，所述的步骤三中，溴化亚铜的浓度为2～8mg/mL，2,2
′‑
联吡啶的浓度为5～20mg/mL。
[0026]优选的是，所述的步骤三的反应温度为30℃，反应时间为6～15h。
[0027]优选的是，所述的步骤四具体为：
[0028]步骤a:配置点样液：含有0.05～4mg/mL多肽底物、体积分数为35％甘油、20μg/mL牛血清白蛋白和0.1M且pH＝4醋酸
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醋酸钠缓冲溶液；
[0029]步骤b：点样：用步骤a中的点样液对聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯
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co
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甲基丙烯酸羟乙酯)刷修饰的金纳米棒基底进行点样，点样后在30℃，真空干燥12h；
[0030]步骤c：封闭未反应的环氧基团：点样反应后，选用含有1％牛血清白蛋白，1％乙醇胺，0.15M氯化钠的pH＝7.4且浓度为0.05M的磷酸盐缓冲溶液对未反应的环氧基团进行封闭后得到多肽微阵列芯片。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术提供一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片及其制备方法，该芯片是在金纳米棒自组装形成的金纳米棒基底上修饰有聚合物刷，在所述聚合物刷上固定有多肽底物。本专利技术通过自组装在氨基化玻璃片表面连接金纳米棒，再经表面引发原子转移自由基聚合反应在金纳米棒表面生长聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯
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co
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甲基丙烯酸羟乙酯)刷，能够提供一种负载能力高，能信号放大，抗污的三维结构金纳米棒
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刷双层纳米结构
基底，有效提高探针分子的固定量和识别靶标分子的易接近性，同时在基底表面的荧光分子被金纳米棒的局域表面等离子体共振场增强荧光信号，聚合物分子刷中甲基丙烯酸羟乙酯能有效减轻非特异性蛋白吸附。
[0033]本专利技术中提供的金纳米棒
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刷双层结构基底上固定多肽底物形成多肽微阵列芯片能够检测到荧光多肽底物浓度最低为0.05mg/mL，并且可以实现对基质金属蛋白酶活性的高灵敏度检测，对于基质金属蛋白酶
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1，基质金属蛋白酶
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2，基质金属蛋白酶
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3，基质金属蛋白酶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片，其特征在于，该芯片是在金纳米棒自组装形成的金纳米棒基底上修饰有聚合物刷，在所述聚合物刷上固定有多肽底物。2.根据权利要求1所述的一种基于金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片，其特征在于，所述的聚合物刷为聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯
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co
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甲基丙烯酸羟乙酯)刷，多肽底物优选为FAM修饰多肽底物、TAMRA修饰多肽底物、Cy5修饰多肽底物、基质金属蛋白酶
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1特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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2特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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3特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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7特异性识别多肽底物、基质金属蛋白酶
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9特异性识别多肽底物或基质金属蛋白酶
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13特异性识别多肽底物。3.根据权利要求1所述的一种基于上述金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用金纳米棒自组装方法制备金纳米棒基底；步骤二：在步骤一的金纳米棒基底依次进行氨基化和引发剂修饰；步骤三：利用表面引发原子转移自由基聚合法，在步骤二得到的经氨基化修饰和引发剂修饰的金纳米棒基底修饰聚合物刷；步骤四：在步骤三得到的聚合物刷修饰的金纳米棒基底上固定多肽底物，形成微阵列芯片。4.根据权利要求3所述的一种基于上述金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片的制备方法，其特征在于，所述的步骤一具体为：1)对光学级玻璃片进行羟基化修饰；2)对羟基化玻璃片进行氨基化修饰；3)将NaBH4溶液加入到包含CTAB和HAuCl4的混合溶液中，室温下搅拌后，静置得到种子溶液；4)将CTAB溶液、HAuCl4溶液和AgNO3溶液混合均匀后，加入抗坏血酸，混合均匀后，加入步骤3)的种子溶液，静置反应后，得到金纳米棒溶液；5)将金纳米棒溶液与步骤2)中得到的氨基化修饰玻璃片在25～35℃下反应6h，获得金纳米棒修饰的基底。5.根据权利要求3所述的一种基于上述金纳米棒
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刷双层纳米结构基底微阵列芯片的制备方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：1)将金纳米棒修饰的基底浸泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振新，简明红，张婳，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：