双模式生物传感器及其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用制造技术

本发明专利技术属于生物检测技术领域，涉及双模式生物传感器及其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用。双模式生物传感器包括信号探针和捕集探针；信号探针由Cu2O纳米材料、多孔有机聚合物及金纳米颗粒构成，所述多孔有机聚合物包覆Cu2O纳米材料，所述金纳米颗粒附着在多孔有机聚合物的表面，所述多孔有机聚合物以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成；捕集探针由磁珠、双链DNA构成，所述双链DNA由DNA1和DNA2杂交构成，DNA1与磁珠连接，DNA2的设置巯基，所述双链DNA能够被DNA甲基转移酶甲基化。本发明专利技术提供的双模式生物传感器，通过综合利用类漆酶样活性和较强的DPV信号，能够实现对Dam高灵敏度及高选择性的检测。选择性的检测。选择性的检测。

【技术实现步骤摘要】
双模式生物传感器及其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用


[0001]本专利技术属于生物检测
，涉及双模式生物传感器及其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]据专利技术人研究了解，目前DNA甲基转移酶(Dam)活性的检测方法需要复杂的仪器、样品处理和操作过程，而且输出信号为单模式，抗干扰能力差、灵敏低、选择性差，假阳性和假阴性率较高。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供双模式生物传感器及其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用，本专利技术提供的双模式生物传感器，通过综合利用类漆酶样活性和较强的DPV信号，能够实现对Dam高灵敏度及高选择性的检测。
[0005]为了实现上述目的，首先，需要构建双模式生物传感器的检测平台，研究表明，Cu(I)中心是天然漆酶的催化活性位点，驱动氧化反应。在天然漆酶催化原理的启发下，一些含铜纳米材料，如Cu2O纳米颗粒，Bpy
‑
Cu，BSA
‑
Cu和CuNi/CoMoO4等已经开发并表现出优异的漆酶样活性。其中，Cu2O纳米材料还具有突出的氧化还原对，在电化学中具有强烈的DPV信号，然而，由于Cu2O纳米材料的稳定性较弱，严重限制了Cu2O纳米材料构建双模式生物传感器平台。
[0006]因而，一方面，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种信号探针，由Cu2O纳米材料、多孔有机聚合物及金纳米颗粒构成，所述多孔有机聚合物包覆Cu2O纳米材料，所述金纳米颗粒附着在多孔有机聚合物的表面，所述多孔有机聚合物以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成。
[0008]本专利技术将以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成多孔有机聚合物包覆在Cu2O纳米材料的表面，不仅具有显著提高和协同的催化活性，来源于Cu2O本身类漆酶样活性和卟啉铁的催化活性，而且由于以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成多孔有机聚合物壳优良的保护作用，有效地克服了纯Cu2O纳米材料稳定性较弱的问题。
[0009]为了基于上述信号探针形成的双模式生物传感器的检测平台，实现能够实现对Dam高灵敏度及高选择性的检测，另一方面，本专利技术的技术方案为：
[0010]一种双模式生物传感器，包括捕集探针和上述信号探针；
[0011]所述捕集探针，由磁珠(MB)、双链DNA(dsDNA)构成，所述双链DNA由DNA1和DNA2杂交构成，DNA1与磁珠连接，DNA2的设置巯基，所述双链DNA能够被DNA甲基转移酶甲基化。
[0012]当Dam存在时，dsDNA被Dam特异性识别，进而被甲基化，随后，甲基化部位被裂解，
使得设置巯基的DNA2离开磁珠，此时，加入信号探针后，未被甲基化的捕集探针通过Au
‑
S键，使得部分信号探针被固定在未被甲基化的捕集探针上，通过磁分离，将固定在捕集探针上的部分信号探针去除，对剩余游离的信号探针进行电化学检测和比色检测，从而实现了双模式检测。当Dam活性越高时，剩余捕集探针越少，使得能够固定在捕集探针上的信号探针越少，即Dam活性越高，游离的信号探针越多，从而实现了“信号增加”检测。
[0013]第三方面，一种上述双模式生物传感器在其在DNA甲基转移酶活性检测中的应用。
[0014]第四方面，一种DNA甲基转移酶活性的检测试剂盒，包括上述双模式生物传感器、S
‑
腺苷
‑
L
‑
蛋氨酸(SAM)、缓冲液和Dpn I酶。
[0015]第五方面，一种上述双模式生物传感器在筛选Dam抑制剂中的应用。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017]1.本专利技术提供的信号探针，在电化学方面具有出色的DPV信号，无需氧化还原介质，在以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成多孔有机聚合物组我诶外壳的保护作用下具有良好的稳定性。
[0018]2.本专利技术提供的信号探针，具有优越的协同增效漆酶样催化作用，这源于Cu2O的漆酶样活性和卟啉氧化铁的催化活性，随着O2的还原，能催化产生明显增强的比色信号。
[0019]3.本专利技术基于信号探针构建的双模式生物传感器构建的响应信号和传输机制独立的双模生物传感器保证了结果的准确性和可靠性。
[0020]经过实验表明，本专利技术提供的双模式生物传感器在Dam活性检测中表现出突出的性能，检测限分别为0.0009U/mL(ECL)和0.0014U/mL(CL)，范围从0.005到100U/mL。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1为本专利技术实施例中Cu2O@FePPOP
BADE
的合成方法示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中基于Cu2O@FePPOP
BADE
建立的双模式策略用于Dam检测的示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中Cu2O和Cu2O@FePPOP
BADE
的表征图，A为Cu2O纳米立方体的TEM，B为Cu2O纳米立方体的SEM，C为PXRD图像，D为Cu2O@FePPOP
BADE
的TEM，E为Cu2O@FePPOP
BADE
的SEM，F为Cu2O@FePPOP
BADE
的SEM
‑
EDS元素谱；
[0025]图4为本专利技术实施例中Cu2O@FePPOP
BADE
和AuNPs@Cu2O@FePPOP
BADE
的表征图，A为红外谱图，B为XPS全谱，C为Cu 2p XPS谱，D为Cu俄歇谱图，E为AuNPs的TEM，F为AuNPs@Cu2O@FePPOP
BADE
的TEM；
[0026]图5为本专利技术实施例中比色检测图，A为2,4
‑
DP和4
‑
AP被Cu2O或者Cu2O@FePPOP
BADE
催化反应的示意图，B为2,4
‑
DP(1mg/mL)、4
‑
AP(1mg/mL)的图片和它们的产物被1mg/mL的Cu2O或者Cu2O@FePPOP
BADE
催化一小时后的图片，C为不同体系孵育一小时后的紫外光谱，(a)4
‑
AP+2,4
‑
DP,(b)4
‑
AP+2,4
‑
DP+Cu2O,(c)4
‑
AP+2,4
‑
DP+Cu2O@FePPOP
BADE
,(d)4
‑
AP+2,4
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号探针，其特征是，由Cu2O纳米材料、多孔有机聚合物及金纳米颗粒构成，所述多孔有机聚合物包覆Cu2O纳米材料，所述金纳米颗粒附着在多孔有机聚合物的表面，所述多孔有机聚合物以苯环作为连接基团将铁卟啉连接形成。2.如权利要求1所述的信号探针，其特征是，所述Cu2O纳米材料为Cu2O纳米立方体；优选地，Cu2O纳米立方体的制备过程为：将铜盐加入至柠檬酸三钠的水溶液中混合均匀，然后加入碱金属的氢氧化物溶液，再加入还原剂还原后获得。多孔有机聚合物包覆Cu2O纳米材料的过程为：将Cu2O纳米材料分散至溶剂中，加入Fe(III)Cl
‑
5,10,15,20
‑
四(4
‑
碘苯基)卟啉和1,4
‑
苯二硼酸频那醇酯进行铃木反应，即得。3.如权利要求1所述的信号探针，其特征是，信号探针的制备过程为：将多孔有机聚合物包覆Cu2O纳米材料获得Cu2O@FePPOP
BADE
，将Cu2O@FePPOP
BADE
分散后加入带正电荷的金纳米颗粒分散液，混合均匀后即得；优选地，混合均匀后进行离心分离、洗涤、真空冷冻干燥。4.一种双模式生物传感器，其特征是，包括捕集探针和权利要求1～3任一所述的信号探针；所述捕集探针，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆国，郑泽昆，
申请(专利权)人：潍坊学院，
类型：发明
国别省市：