一種電化學dna生物傳感器及其製備方法與應用的製作方法
2023-07-02 03:41:26
一種電化學dna生物傳感器及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供的一種電化學DNA生物傳感器，以金電極作為基體電極，地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈與二茂鐵標記的寡核苷酸鏈結合，並由二茂鐵標記的寡核苷酸鏈修飾在金電極表面。還提供了該傳感器的製備方法與應用。該電化學DNA生物傳感器結構簡單、製備工藝簡單，特異性好、靈敏度高，可用於地高辛抗體的檢測。
【專利說明】—種電化學DNA生物傳感器及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於藥物檢測領域，特別涉及一種用於檢測地高辛抗體濃度的電化學DNA生物傳感器。
【背景技術】
[0002]地高辛(Digoxin)是一種從洋地黃提取出的beta抑制劑性的藥物,被廣泛用於治療高血壓、瓣膜性心臟病、先天性心臟病等急性和慢性心功能不全的一種藥物。由於地高辛的治療指數狹窄，用藥過量與用藥不足時的症狀相似，加之其個體差異大，故中毒的發生率高，是臨床上劑量最難掌握藥物之一。
[0003]目前解除地高辛毒性的最有效的方法是應用地高辛抗體。此外，採用抗地高辛抗體的免疫分析法監測血清、血漿地高辛濃度已成為當今治療性藥物監測的典範。測定血清地高辛濃度，還可提供其不同個體間生物利用度及藥效學差異方面的信息，目前被廣泛用於判斷地高辛中毒及指導臨床用藥，對於保證其治療的有效性及安全性具有重要意義。
[0004]現在抗體檢測的方法眾多，除傳統的沉澱反應、凝集試驗、補體結合試驗外，標記免疫測定(如酶聯免疫測定、放射免疫測定、螢光免疫測定、發光免疫測定等)已成為主要的免疫測定技術，然而這些方法靈敏度低、實驗成本高。
[0005]DNA傳感器是一種以DNA為敏感元件，通過換能器將DNA與DNA、DNA與RNA、DNA與其它有機無機離子之間的作用的生物學信號轉變為可檢測的光、電、聲波等物理信號。近年來，DNA傳感器在基因診斷、環境監控、藥物研究等領域的應用研究受到廣泛重視，然而NA傳感器還沒有被應用到地高辛抗體的檢測。
【發明內容】
[0006]發明目的:本發明的第一目的是提供一種電化學DNA生物傳感器及其製備方法。
[0007]本發明的第二目的是利用提供上述電化學DNA生物傳感器在地高辛抗體檢測中的應用。
[0008]技術方案:本發明提供的一種電化學DNA生物傳感器，以金電極作為基體電極，地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈與二茂鐵標記的寡核苷酸鏈結合，並由二茂鐵標記的寡核苷酸鏈修飾在金電極表面。
[0009]本發明還提供了上述電化學DNA生物傳感器的製備方法，包括以下步驟:
[0010](I)修飾的金電極的製備:將金電極浸泡在二茂鐵標記的寡核苷酸鏈溶液中使反應，即得修飾的金電極；
[0011](2) DNA生物傳感器的製備:修飾的金電極浸入地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈、硝酸銀的混合溶液中，避光反應，即得。
[0012]其中，步驟(I)中，反應溫度為室溫，反應時間為12h，二茂鐵標記的寡核苷酸鏈溶液的摩爾濃度為lumol/L。
[0013]其中，步驟(2)中，反應溫度為室溫，反應時間為2h ;混合溶液中寡核苷酸鏈的摩爾濃度為lumol/L，硝酸銀的摩爾濃度為10umol/L。
[0014]本發明還提供了上述電化學DNA生物傳感器在地高辛抗體檢測中的應用。
[0015]所述應用，具體為:將權利要求1所述的電化學DNA生物傳感器浸入待測溶液中反應，在高氯酸鉀溶液中，檢測電化學信號，通過電化學信號的變化測定地高辛抗體濃度。
[0016]其中，反應溫度為室溫,反應時間為45min,高氯酸鉀溶液濃度為0.lmol/L。
[0017]有益效果:本發明提供的電化學DNA生物傳感器結構簡單、製備工藝簡單，特異性好、靈敏度高，可用於地高辛抗體的檢測。
[0018]該電化學DNA生物傳感器利用抗體與抗原的結合使DNA的結構發生變化，導致電化學信號的變化來直觀的進行檢測，檢測方法簡單快捷、穩定性好。
[0019]該電極的工作原理為:
[0020](I)修飾的金電極的電化學信號:二茂鐵標記的寡核苷酸鏈上的巰基能夠與金電極形成金-硫化學鍵，使得該條寡核苷酸鏈能夠固定到電極表面，此時的寡核苷酸鏈是發卡式結構，其一端標記的二茂鐵離電極表面很近，因此電化學信號很強。
[0021](2)本發明DNA生物傳感器的電化學信號:銀離子與胞嘧啶、鳥嘌呤之間的化學作用，使得固定在電極表面的二茂鐵標記的寡核苷酸鏈的發卡式結構打開，與地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈形成穩定的DNA三鏈結構，同時使二茂鐵離電極的距離變遠，因此電化學信號較弱。
[0022](3)地高辛抗體的檢測:待測溶液中若存在地高辛抗體，其與地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈上的地高辛抗原特異性結合，使得地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈脫離金電極表面，固定在金電極表面的二茂鐵標記的寡核苷酸鏈恢復發卡式結構，使二茂鐵離電極的距離變小，測得的電化學信號較強；通過電化學信號的變化間接的檢測抗體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明電化學DNA生物傳感器的製備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0024]根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0025]實施例1
[0026]電化學DNA生物傳感器的製備。
[0027]I試劑和儀器
[0028]試劑:地高辛抗體、地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈(Capture DNA)、二茂鐵標記的寡核苷酸鏈(Fc-ριχΛθ DNA)、硝酸銀、醋酸鎂、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、氯化鈉；
[0029]儀器:金電極、鉬電極、飽和氯化鉀電極、CHI電化學工作站。
[0030]2 方法
[0031](I)金電極的預處理
[0032]將金電極在溼潤的加有氧化鋁粉末(粒徑為0.05微米)的麂皮上打磨2分鐘，用乙醇和二次水依次衝洗，超聲5分鐘後，用氮氣吹乾；打磨的過程中會將殘留在電極表面的物質去除並使電極表面光滑，便於對金電極修飾。
[0033](2)修飾的金電極的製備
[0034]將處理好的金電極在摩爾濃度為lumol/L的二茂鐵標記的寡核苷酸鏈(Fc-probeDNA)的水溶液中室溫浸泡12小時，二次水衝洗、氮氣吹乾，即得。
[0035](3)電化學DNA生物傳感器的製備修飾的金電極
[0036]將修飾的金電極浸入含硝酸銀和地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈(Capture DNA)的混合溶液中避光室溫反應2小時，其中，混合溶液中寡核苷酸鏈的摩爾濃度為lumol/L，硝酸銀的摩爾濃度為10umol/L ;二次水衝洗、氮氣吹乾，即得。
[0037]實施例2電化學DNA生物傳感器檢測地高辛抗體濃度
[0038]將實施例1至3製得的電化學DNA生物傳感器應用於地高辛抗體檢測，設定三組平行實驗。
[0039]實施例1 組:配置濃度分別為 10ng、lng、500pg、100pg、50pg、10pg、5pg 和 Ipg 的地高辛抗體溶液，將電化學DNA生物傳感器置於分別置於不同濃度的地高辛抗體溶液中室溫反應45min，二次水衝洗，在0.lmol/L高氯酸鉀溶液中檢測電化學信號，得標準曲線，方程式 y=5.334x+66.069。
[0040]在空白樣中依次加入lng、250pg、10pg待測物，將實施例1至3製得的電化學DNA生物傳感器測定一組待測樣品，結果見表1。
[0041]現有方法步驟為:
[0042]表1測定一組待測樣品中地高辛抗體濃度結果
【權利要求】
1.一種電化學DNA生物傳感器，其特徵在於:以金電極作為基體電極，地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈與二茂鐵標記的寡核苷酸鏈結合，並由二茂鐵標記的寡核苷酸鏈修飾在金電極表面。
2.—種權利要求1所述的電化學DNA生物傳感器的製備方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)修飾的金電極的製備:將金電極浸泡在二茂鐵標記的寡核苷酸鏈溶液中使反應，即得修飾的金電極； (2)DNA生物傳感器的製備:修飾的金電極浸入地高辛抗原標記的寡核苷酸鏈、硝酸銀的混合溶液中，避光反應，即得。
3.根據權利要求2所述的一種權利要求1上述的電化學DNA生物傳感器的製備方法，其特徵在於:步驟(I)中，反應溫度為室溫，反應時間為12h，二茂鐵標記的寡核苷酸鏈溶液的摩爾濃度為I μ mol/L。
4.根據權利要求2所述的一種權利要求1上述的電化學DNA生物傳感器的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，反應溫度為室溫，反應時間為2h ;混合溶液中寡核苷酸鏈的摩爾濃度為lymol/L，硝酸銀的摩爾濃度為10 μ mol/L。
5.權利要求1所述的電化學DNA生物傳感器在地高辛抗體檢測中的應用。
6.如權利要求5所述的應用，其特徵在於:具體為:將權利要求1所述的電化學DNA生物傳感器浸入待測溶液中反應後，在高氯酸鉀溶液中，檢測電化學信號，通過電化學信號的變化測定地高辛抗體濃度。
【文檔編號】G01N27/327GK103792274SQ201410035109
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】衛偉, 倪薔薇, 劉松琴 申請人:東南大學