一种生物传感器的制备方法及应用技术

本申请属于生物分析与材料技术领域，特别是涉及一种生物传感器的制备方法及应用。HRP催化TMB

【技术实现步骤摘要】
一种生物传感器的制备方法及应用


[0001]本申请属于生物分析与材料
，特别是涉及一种生物传感器的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid，DNA)是与生命密切相关、维护生物体正常运作和发育必不可少的遗传物质，具有储存和传递信息的功能。对生物样品中DNA特定序列检测、定量分析，对于临床肿瘤的早期诊断、生物医药、遗传性疾病筛查、法医调查等方面都具有十分重要的意义。近年来，比色法、电化学传感法、荧光法、表面等离子体共振法等分析方法已经被广泛应用。而发展一种高选择性、高灵敏、低成本的DNA检测方法一直是研究的热点。
[0003]纳米材料介导的比色法由于其简便、易操作等优点，被广泛用于生物分子的检测和免疫分析。在各种比色分析体系中，由辣根过氧化物酶(HRP)或其他纳米材料，如四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4NPs)催化的3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺(TMB)
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H2O2比色体系已成为广泛应用的ELISA体系之一。比色分析中，氧化TMB产生的蓝色单电子氧化产物(oxTMB) 可以实现肉眼可识别的、定性检测，并显示了广阔的应用前景。然而，该类体系进一步实现准确的定量检测，则需要如紫外线
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可见吸收光谱仪等先进的分析仪器，限制了该类比色检测的应用潜力，特别是即时检验(Point
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of
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care Testing，POCT)方面。随着这些比色分析中的颜色变化，纳米材料介导的光物理变化通常同时发生，例如，比色探针的光吸收峰红移到更长的波长，甚至进入电磁波谱的近红外(NIR)区域等。其中，光热效应由于其独特的光热转换特性，在生物分子检测领域引起了广泛的研究兴趣。纳米材料和有机小分子，可以吸收某些波长的光转化为热，已被探索为光热剂。例如，在HRP，催化的TMB
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H2O2比色系统中， NIR区域发生光吸收现象并产生光热效应。此外，光热剂的光热转换过程中，最简单、最广泛的家用温度计便可以用于定量测量光热效应引起的温度变化。由此，探索纳米材料介导的联合比色法和光热法、定性和定量相结合的分析检测策略，为DNA的高选择性、高灵敏、低成本检测提供新的方向。然而，HRP催化TMB
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H2O2体系，极易受到检测环境影响，从而限制了该类体系在临床检测和POCT设备构建的应用。

技术实现思路

[0004]1.要解决的技术问题
[0005]HRP催化TMB
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H2O2体系，极易受到检测环境影响，从而限制了该类体系在临床检测和POCT设备构建的应用的问题，本申请提供了一种生物传感器的制备方法及应用。
[0006]2.技术方案
[0007]为了达到上述的目的，本申请提供了一种生物传感器的制备方法，所述方法包括制备 DNA
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丙烯酰胺共聚物，向所述DNA
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丙烯酰胺共聚物中依次加入辣根过氧化物酶和DNA交联链L1形成水凝胶，将释放链R1加入到所述水凝胶中孵育后进行洗脱得到上清液，向所
述上清液中依次加入H2O2溶液和3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺溶液得到生物传感器。
[0008]本申请提供的另一种实施方式为：所述制备DNA
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丙烯酰胺共聚物包括在离心管加入带有甲基丙烯酸基团的DNA储备液，在氮气保护下加入引发剂和加速剂，聚合后形成DNA
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丙烯酰胺共聚物。
[0009]本申请提供的另一种实施方式为：所述引发剂为过硫酸铵水溶液，所述加速剂为四甲基乙二胺水溶液。
[0010]本申请提供的另一种实施方式为：所述DNA储备液中的DNA链与所述DNA交联链L1 部分碱基互补。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述DNA储备液的物质的量：硫酸铵水溶液的物质的量：四甲基乙二胺水溶液的物质的量为1：1：1。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺溶液包括HAc
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NaAc 缓冲溶液，所述H2O2溶液浓度为0.4mM，所述辣根过氧化物酶浓度为4μg/mL。
[0013]本申请提供的另一种实施方式为：所述生物传感器包括蓝色3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺的单电子氧化产物。
[0014]本申请还提供一种对生物传感器的应用，将所述生物传感器应用于DNA的定量检测。
[0015]本申请提供的另一种实施方式为：检测不同浓度蓝色3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺的单电子氧化产物溶液的吸收，并记录所述蓝色3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺的单电子氧化产物溶液在650nm处的吸收光谱强度，计算DNA溶液与吸收光谱强度的对应关系，对DNA进行量化检测。
[0016]本申请提供的另一种实施方式为：用808nm激光器辐照所述不同浓度的蓝色3，3'，5， 5'
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四甲基联苯胺的单电子氧化产物溶液90s，同时采用温度计实时监测体系温度变化，计算 DNA溶液与温度的对应关系，对DNA进行量化检测。
[0017]3.有益效果
[0018]与现有技术相比，本申请提供的生物传感器及其制备方法和应用的有益效果在于：
[0019]本申请提供的生物传感器的制备方法，为一种基于水凝胶应用于检测DNA的刺激
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响应型双模生物传感器的制备方法。
[0020]本申请提供的生物传感器的应用，针对临床对高选择性、高灵敏、低成本的DNA检测方法和技术的需求，构建一种基于刺激
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响应型应用于DNA的可视化检测和光热检测的DNA 水凝胶基生物传感器的制备方法。针对DNA临床快速和高灵敏检测以及POCT检测的需求，通过构建HRP催化TMB
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H2O2体系和刺激
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响应型DNA凝胶用于实现可视化检测和光热检测的双模检测。
[0021]本申请提供的生物传感器的应用，实现了同一传感器DNA比色法检测和光热法检测两种检测方法定量检测，为临床对高选择性、高灵敏、低成本的DNA检测提高新方向。
[0022]本申请提供的生物传感器的制备方法，制得DNA响应性水凝胶性质稳定，对HRP这种生物大分子有良好的生物相容性、包载效果。
[0023]本申请提供的生物传感器的应用，将DNA链置换反应用于触发刺激
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响应型凝胶生物传感器实现定量检测DNA。
[0024]本申请提供的生物传感器的应用，采用HRP催化TMB
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H2O2体系，同时实现可视化检测和光热检测。
[0025]本申请提供的生物传感器的制备方法，采用的传感体系在水相介质中合成，催化反应在液相中是均相的，响应速度快，且构建工艺简便，为POCT设备构建奠定基础。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物传感器的制备方法，其特征在于：所述方法包括制备DNA
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丙烯酰胺共聚物，向所述DNA
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丙烯酰胺共聚物中依次加入辣根过氧化物酶和DNA交联链L1形成水凝胶，将释放链R1加入到所述水凝胶中孵育后进行洗脱得到上清液，向所述上清液中依次加入H2O2溶液和3，3'，5，5'
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四甲基联苯胺溶液得到生物传感器。2.如权利要求1所述的生物传感器的制备方法，其特征在于：所述制备DNA
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丙烯酰胺共聚物包括在离心管加入带有甲基丙烯酸基团的DNA储备液，在氮气保护下加入引发剂和加速剂，聚合后形成DNA
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丙烯酰胺共聚物。3.如权利要求2所述的生物传感器的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵水溶液，所述加速剂为四甲基乙二胺水溶液。4.如权利要求2所述的生物传感器的制备方法，其特征在于：所述DNA储备液中的DNA链与所述DNA交联链L1部分碱基互补。5.如权利要求3所述的生物传感器的制备方法，其特征在于：所述DNA储备液的物质的量：硫酸铵水溶液的物质的量：四甲基乙二胺水溶液的物质的量为1：1：1。6.如权利要求1所述的生物传感器的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岳，邸娅，高立明，杨自凯，郑继尧，于佳翰，
申请(专利权)人：秦皇岛市第一医院，
类型：发明
国别省市：