一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，以聚乙烯亚胺和小分子卟啉为前驱体，通过缩合聚合反应一步水热法合成碳化聚合物点，再通过与铜离子溶液共混，制得CPDs

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物传感器
，具体涉及一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器及其制备方法，可实现多靶标检测。

技术介绍

[0002]糖胺聚糖(Glycosaminoglycans，GAGs)是一类普遍存在于各种组织中的无支链线性多糖，因其亲水性和高负电荷密度在各种病理和生理过程中发挥着关键作用。然而，每种GAGs表现出不同的生物功能和临床应用。例如，肝素(Heparin，Hep)作为负电荷密度最高的，在临床上被广泛用作抗凝血药物，在包括抗病毒、抗癌、心脏病发作及神经系统疾病中具有关键性的作用；硫酸软骨素(Chondroitin sulfate，Chs)通过与各种分子发生特异性相互作用改变细胞间的信号传递，可用于治疗炎症，临床上也可以有效治疗关节炎、风湿病、肩周炎等疾病；透明质酸(Hyaluronic acid，HA)可以与细胞表面受体连接达到激活信号通路的效果，调控细胞功能、组织发育、伤口愈合和肿瘤进展转移，常用于眼科手术和皮肤护理产品；硫酸葡聚糖(Dextran sulfate，DS)被广泛用作降血脂药等；上述这些GAGs的化学结构中有类似的二糖重复单元，因此区分GAGs是非常有难度的。但是，区分不同的GAGs是能够避免严重的安全问题，对于临床应用有巨大意义的。当前GAGs的分析主要是结合核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、高效液相色谱(HPLC)及电泳法等分析技术进行。但这些方法所用到的设备昂贵，且数据分析需要有经验的技术人员，因此开发简便可靠的GAG质量监测方法具有重要意义。
[0003]近年来，荧光传感器以其反应快速、检测限低、技术简单和无创的优点获得了众多科学研究者极大的关注。目前，市面上已经开发了一系列荧光传感器实现离子、小分子、大分子等的检测。然而，传统的荧光传感器需要一个对分析物具有高特异性的受体，即“锁和钥匙”传感模式，使得传统的荧光传感器几乎不可能同时识别不同的分析物。
[0004]作为一种性能优异的荧光纳米材料，近年来碳化聚合物点在生物成像、生物传感、光催化、药物传递等领域应用广泛。碳化聚合物点(Carbonized polymer dots，CPDs)是一种由有机聚合物链和高度交联的碳核组成的新型荧光纳米材料。与传统碳点(CDs)不同的是，CPDs通常由碳杂化结构/聚合物组成，而不是碳主体结构，这种独特结构特性使CPDs既具备聚合物的性能，又保留了传统CDs的优异光学性能。此外，CPDs的聚合物链结构使得其很容易与无机材料、聚合物和功能分子共价结合实现功能化。公开号为CN113030042A的专利“一种检测乙醛的荧光传感器及其合成方法与应用”，具体公开了采用水热反应合成碳化聚合物点，并由碳化聚合物点与稀土离子复合而成的传感器，用于在光化学分析、食品化学领域中的乙醛检测。
[0005]综上所述，制备能够实现多个目标的高通量测定和模式识别的荧光传感器，将其用于识别生物液体中的GAGs具有现实意义。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的问题，本专利技术考虑引入“化学鼻/舌”策略的传感阵列，以实现对多个目标的高通量测定和模式识别；对于这种策略，不同的分析物会产生差异化的响应，这些独特的响应可以很容易地被收集并用于区分分析物，基于此，本专利技术提供一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器，摆脱了高特异性元件与分析物结合传感模式，可用于检测生物样本中多种糖胺聚糖分。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，以聚乙烯亚胺和小分子卟啉为前驱体，通过缩合聚合反应一步水热法合成碳化聚合物点，再通过与铜离子溶液共混，制得CPDs
‑
Cu
2+
荧光阵列传感器。
[0009]进一步的，所述用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、将聚乙烯亚胺和小分子卟啉分别配制成浓度为50mg/mL和1mg/mL的聚乙烯亚胺水溶液和小分子卟啉水溶液；
[0011]S2、将聚乙烯亚胺水溶液和小分子卟啉水溶液加入到去离子水中，在170～190℃水热条件下反应10～12h，当反应冷却到室温时，初步过滤纯化去除聚合颗粒，然后通过超滤离心管进一步纯化，最后冷冻干燥得到碳化聚合物点CPDs；
[0012]S3、在磷酸盐缓冲液PBS中配置Cu
2+
溶液，与碳化聚合物点CPDs均匀混合，在室温下孵育15～20min制备CPDs
‑
Cu
2+
荧光阵列传感器。
[0013]进一步的，所述S1中小分子卟啉为5,10,15,20
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟啉。
[0014]进一步的，所述S2中聚乙烯亚胺水溶液、小分子卟啉水溶液和去离子水的体积比为1:1.2:12。
[0015]进一步的，所述S2中初步过滤纯化采用0.22μm的水相滤膜；所述超滤离心管的分子量分别为10000和30000，进行两次超滤离心纯化。
[0016]进一步的，所述S3中Cu
2+
溶液浓度为10～40μM；所述碳化聚合物点CPDs浓度为0.1mg/mL。
[0017]本专利技术还提供一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器，采用用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法制备而成。
[0018]本专利技术进一步提供一种碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器在生物样本中同时识别检测多种糖胺聚糖分子的应用。
[0019]进一步的，将制得的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器反应体系与生物样本振荡混匀后，用荧光酶标仪360nm激发后检测667nm和469nm发射荧光值。
[0020]相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、与现有的荧光传感器相比，本专利技术制备的聚合碳点荧光传感器摆脱了必须借助高特异性元件才能与单一分析物结合的传感模式，通过CPDs
‑
Cu
2+
荧光阵列传感器与分析物结合形成的荧光指纹图谱形成传感阵列，从而实现多元分析物高通量检测，在本专利技术中可检测生物样本中多种糖胺聚糖分子；对于不同的GAGs具有不同数量的磺酸基团，与金属离子具有不同的结合位点，由此产生了不同的相互作用力，所以GAGs能够以不同的力度与表面的Cu
2+
结合，通过相互竞争原理使CPDs从CPDs
‑
Cu
2+
中脱离，随着CPDs
‑
Cu
2+
传感器中GAGs
的引入，由于Cu
2+
淬灭CPDs不同荧光发射峰的程度有差异，GAGs对传感器的不同作用程度可以转化为差异化的光学信号模式，再将收集到的数据矩阵通过主成分分析(PCA)方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于：以聚乙烯亚胺和小分子卟啉为前驱体，通过缩合聚合反应一步水热法合成碳化聚合物点，再通过与铜离子溶液共混，制得CPDs
‑
Cu
2+
荧光阵列传感器。2.如权利要求1所述的一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将聚乙烯亚胺和小分子卟啉分别配制成浓度为50mg/mL和1mg/mL的聚乙烯亚胺水溶液和小分子卟啉水溶液；S2、将聚乙烯亚胺水溶液和小分子卟啉水溶液加入到去离子水中，在170～190℃水热条件下反应10～12h，当反应冷却到室温时，初步过滤纯化去除聚合颗粒，然后通过超滤离心管进一步纯化，最后冷冻干燥得到碳化聚合物点CPDs；S3、在磷酸盐缓冲液PBS中配置Cu
2+
溶液，与碳化聚合物点CPDs均匀混合，在室温下孵育15～20min制备CPDs
‑
Cu
2+
荧光阵列传感器。3.如权利要求2所述的一种用于检测糖胺聚糖的碳化聚合物点单组件荧光阵列传感器的制备方法，其特征在于，所述S1中小分子卟啉为5,10,15,20
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟啉。4.如权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏子涵，张闽，俞文榜，林子杨，胡蓉，
申请(专利权)人：上海融享生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：