本發(fā)明屬于生物傳感器，具體涉及一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法及al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器和應(yīng)用。本發(fā)明屬于戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)目錄之4?生物產(chǎn)業(yè)中的4.4?生物制造產(chǎn)業(yè)重點方向下4.4.3特殊發(fā)酵產(chǎn)品與生物過程裝備?生物傳感器。

背景技術(shù)：

1、單鏈脫氧核糖核酸（single-stranded?deoxyribonucleic?acid,?ssdna）修飾的單壁碳納米管（single-walled?carbon?nanotubes,?swcnts）熒光傳感器（ssdna-swcnts）工作波長位于近紅外區(qū)域，已經(jīng)顯示出檢測生物標志物的巨大潛力，包括葡萄糖、神經(jīng)遞質(zhì)（多巴胺、血清素、去甲腎上腺素）、一氧化氮、化療劑和脂質(zhì)。ssdna-swcnt熒光的低檢測限、生物透明度和光穩(wěn)定性提供了實現(xiàn)非侵入性體內(nèi)連續(xù)監(jiān)測的可能性。然而，體液是一個復(fù)雜的化學環(huán)境，含有多種離子，可能導致寡核苷酸懸浮的單壁碳納米管在水相中沉淀，從而猝滅單壁碳納米管的熒光。除了單壁碳納米管的直接聚集之外，鹽-單鏈dna相互作用還可對單鏈dna-單壁碳納米管的熒光產(chǎn)生顯著影響，例如峰強度和位置的調(diào)節(jié)。這種熒光變化背后的機制可能是由包裹構(gòu)象變化引起的，從而產(chǎn)生與水、氧分子相互作用的差異，或單鏈dna和單壁碳納米管之間的電子相互作用變化。水屏蔽和除氧可歸因于dna對單壁碳納米管的覆蓋增加，這可歸因于帶負電的磷酸基團的篩選或中和。由于大多數(shù)基于單壁碳納米管的光學傳感器依賴于強度變化或波長偏移，因此屏蔽鹽-ssdna?相互作用可能有助于降低噪聲并穩(wěn)定傳感能力。(gt)15ssdna序列顯示對多巴胺具有選擇性反應(yīng)。但是，根據(jù)文獻和實驗經(jīng)驗，(at)15dna包裹的swcnts傳感器具有較高的初始熒光強度，其對神經(jīng)遞質(zhì)的響應(yīng)((i-i0)/i0)低于其他dna，例如(gt)15dna。因為?(at)15dna?的緊密構(gòu)象是一個相當大的優(yōu)勢。為了減少鹽對熒光的影響，gillen?等人報道了在寡核苷酸的幾個位置上使用鎖核酸核苷酸（lna）。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)寡核苷酸相比，使用lna時，鹽誘導的波長偏移減少，并且包裹構(gòu)象和信號的穩(wěn)定性增加。然而，由于帶負電荷的磷酸基團，生物體液中存在的陽離子和寡核苷酸之間的相互作用是不可避免的。一價和二價陽離子誘導的構(gòu)象變化與鹽濃度相關(guān)，因此對熒光的影響是動態(tài)變化的，這可能導致不可預(yù)測的結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法及凝膠基多巴胺傳感器和應(yīng)用。

2、本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的：

3、一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，包括以下步驟，

4、（1）制備單鏈dna序列(at)15修飾的單壁碳納米管溶液（(at)15-swcnts）；

5、（2）制備(at)15-swcnts凝膠

6、用去離子水配制1-4%的瓊脂糖凝膠，將(at)15-swcnts?溶液和瓊脂糖凝膠以?1:1的體積比混合，等待至(at)15-swcnts凝固變成固體，得到凝膠基多巴胺傳感器；

7、（3）制備al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器

8、將步驟（2）得到的凝膠基多巴胺傳感器放入al(no3)3?溶液中至少一個小時，將處理后的凝膠基多巴胺傳感器浸入ph≤3.7的hcl溶液中洗滌，以除去凝膠中殘留的游離al3+離子，最后得到al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器。

9、步驟（1）制備(at)15-swcnts溶液的具體過程如下，

10、a.將ssdna溶解在去離子水中，調(diào)節(jié)濃度至1mg/ml，得到ssdna溶液，所述ssdna為(at)15；

11、b.將ssdna溶液和swcnt粉末按照質(zhì)量比為1:1混合后放入超聲分散器的水浴杯中，將ssdna“纏繞”在swcnt表面，實現(xiàn)對swcnts的分散；

12、c.將分散好的混合物溶液在離心機上進行處理，并保留80%的上清液；

13、d.使用超濾膜對上清液進行離心，以去除上清液中所有游離的ssdna序列；

14、e.稀釋ssdna-cnts懸浮液，得到(at)15-swcnts溶液。

15、步驟（1）中去離子水的電阻率為18.2?mω·cm。

16、步驟（3）高濃度al(no3)3?溶液處理后的凝膠基多巴胺傳感器重復(fù)浸入hcl溶液中洗滌4次。

17、一種al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器，由上述方法制得。

18、al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器用于檢測體液中的生物標志物。

19、所述體液為尿液、血液或腦脊液的任一種。

20、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使用三價鋁離子預(yù)先占據(jù)磷酸基團的相互作用位點，以防止其他陽離子與磷酸基團之間進一步相互作用。與水中的?ssdna-swcnt?懸浮液相比，基于瓊脂糖凝膠的?ssdna-swcnt?可以避免陽離子誘導的聚集。鋁預(yù)處理過程淬滅了?(at)15-swcnt?凝膠基多巴胺傳感器的初始熒光，但導致傳感器在酸性環(huán)境中表現(xiàn)出更大的多巴胺強度響應(yīng)。因此，鋁預(yù)處理過程有望成為增強基于凝膠的單鏈dna懸浮單壁碳納米管對離子誘導擾動的穩(wěn)定性的重要方法，從而促進單鏈dna包裹的單壁碳納米管傳感器在體外和體內(nèi)分析物檢測中的應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，其特征在于：包括以下步驟，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，其特征在于：步驟（1）制備(at)15-swcnts溶液的具體過程如下，

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，其特征在于：步驟（1）中去離子水的電阻率為18.2?mω·cm。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，其特征在于：步驟（3）高濃度al(no3)3?溶液處理后的凝膠基多巴胺傳感器重復(fù)浸入hcl溶液中洗滌4次。

5.一種al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器，其特征在于：由權(quán)利要求1-4任意所述方法制得。

6.如權(quán)利要求5所述al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器用于檢測體液中的生物標志物。

7.如權(quán)利要求6所述al-(at)15-swcnts復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器，其特征在于：所述體液為尿液、血液或腦脊液的任一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法及Al?(AT)15?SWCNTs復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器和應(yīng)用，避免碳納米管熒光傳感器受陽離子影響的方法，首先制備單鏈DNA序列(AT)<subgt;15</subgt;修飾的單壁碳納米管溶液（(AT)<subgt;15</subgt;?SWCNTs）；然后將(AT)<subgt;15</subgt;?SWCNTs溶液和瓊脂糖凝膠以1:1的體積比混合，等待至(AT)<subgt;15</subgt;?SWCNTs凝固變成固體，得到凝膠基多巴胺傳感器；凝膠基多巴胺傳感器放入Al(NO?)?溶液中至少一個小時，將處理后的凝膠基多巴胺傳感器浸入pH≤3.7的HCl溶液中洗滌，以除去凝膠中殘留的游離Al<supgt;3+</supgt;離子，最后得到Al?(AT)<subgt;15</subgt;?SWCNTs復(fù)合物的凝膠基多巴胺傳感器。使用三價鋁離子預(yù)先占據(jù)磷酸基團的相互作用位點，以防止其他陽離子與磷酸基團之間進一步相互作用?；诃傊悄z的ssDNA?SWCNT可以避免陽離子誘導的聚集。

技術(shù)研發(fā)人員：劉學文,陳靜,李赫,于暢暢
受保護的技術(shù)使用者：河南農(nóng)業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28