本發(fā)明涉及納米生物材料，具體涉及一種雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、酪氨酸酶作為黑色素合成過(guò)程中的核心酶，在生物體內(nèi)扮演著至關(guān)重要的角色，其活性水平不僅與生物體的各種生理功能密切相關(guān)，而且在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是在皮膚癌和黑色素瘤的早期篩查中，酪氨酸酶的活性水平常被用作重要的診斷指標(biāo)。然而，現(xiàn)有的酪氨酸酶檢測(cè)方法如分光光度法、熒光分析法、電化學(xué)方法和免疫測(cè)定技術(shù)，盡管各有其優(yōu)勢(shì)，但仍存在局限性。例如，熒光測(cè)定法雖然具有高靈敏度和高選擇性，但易受本底熒光干擾；而比色法雖然成本效益高、反應(yīng)直觀，但其檢測(cè)精度有待提升。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研究人員一直在探索更為準(zhǔn)確、高效、低成本的酪氨酸酶檢測(cè)方法。近年來(lái)，摻雜鑭系元素的上轉(zhuǎn)換納米粒子(ucnps)因其獨(dú)特的光特性在生物標(biāo)記物檢測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。ucnps具有將低能量近紅外(nir)光轉(zhuǎn)換為高能量可見(jiàn)光的卓越能力，可顯著增強(qiáng)光在生物組織內(nèi)的穿透力，同時(shí)有效降低短波長(zhǎng)激發(fā)引起的自發(fā)熒光噪聲。這些特性使得ucnps成為檢測(cè)酪氨酸酶的理想選擇。

3、盡管ucnps在生物標(biāo)記物檢測(cè)中展現(xiàn)出巨大潛力，但在構(gòu)建用于檢測(cè)酪氨酸酶的高靈敏度上轉(zhuǎn)換納米探針時(shí)仍面臨挑戰(zhàn)。特別是缺乏合適的能量接受體。因此，開(kāi)發(fā)一種新型、高靈敏度、無(wú)背景干擾的雙模式探針對(duì)于提高酪氨酸酶檢測(cè)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，利用ucnps的獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)，結(jié)合酪氨酸酶的特異性催化活性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)酪氨酸酶的無(wú)背景、高靈敏度檢測(cè)。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的目的之一在于提供一種雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，所述上轉(zhuǎn)換納米探針包括ucnps、酪胺和鐵離子。

4、本發(fā)明將ucnps與酪胺和鐵離子結(jié)合形成無(wú)標(biāo)記的傳感系統(tǒng)，酪胺作為酪氨酸酶的底物，利用酪氨酸酶特異性氧化酪氨生成多巴胺，多巴胺與鐵離子反應(yīng)生成紫色產(chǎn)物，該紫色產(chǎn)物作為能量接受體導(dǎo)致ucnps的上轉(zhuǎn)換發(fā)光(ucl)淬滅；同時(shí)通過(guò)比色反應(yīng)監(jiān)測(cè)紫色產(chǎn)物的生成，實(shí)現(xiàn)對(duì)酪氨酸酶的雙信號(hào)輸出檢測(cè)。

5、本發(fā)明的目的之二在于提供所述上轉(zhuǎn)換納米探針在制備酪氨酸酶檢測(cè)試劑中的應(yīng)用。

6、本發(fā)明的目的之三在于提供所述上轉(zhuǎn)換納米探針在構(gòu)建酪氨酸酶檢測(cè)用智能傳感器中的應(yīng)用。

7、本發(fā)明的目的之四在于提供一種智能傳感器，包括所述上轉(zhuǎn)換納米探針、980?nm激光器、比色皿、智能手機(jī)和3d打印配件。

8、本發(fā)明的有益效果是：

9、1、提高檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合ucnps與特定的酪氨酸酶識(shí)別分子構(gòu)建了一種無(wú)標(biāo)記的傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)酪氨酸酶的無(wú)背景檢測(cè)；利用ucnps的近紅外激發(fā)、光穩(wěn)定性高和自發(fā)熒光少等特點(diǎn)，以及酪氨酸酶與酪氨的特異性反應(yīng)，提高了檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性；在發(fā)光模式下的檢測(cè)限可以低至0.001?u?ml-1，為酪氨酸酶的準(zhǔn)確檢測(cè)提供了有力工具。

10、2、實(shí)現(xiàn)雙信號(hào)自校準(zhǔn)，增強(qiáng)可靠性。本發(fā)明提供了一種發(fā)光-比色雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶的方法，通過(guò)整合熒光測(cè)定法和比色法的優(yōu)勢(shì)，形成了雙信號(hào)自校準(zhǔn)能力；該方法不僅利用了近紅外光激發(fā)的ucl信號(hào)，大大提高了檢測(cè)精度，而且通過(guò)比色反應(yīng)為酪氨酸酶的檢測(cè)提供了直觀、便捷的方法；雙信號(hào)輸出檢測(cè)方式有效緩解了信號(hào)波動(dòng)，從而確保了酪氨酸酶分析的準(zhǔn)確性和可靠性。

11、3、操作簡(jiǎn)便，成本低廉。與傳統(tǒng)的酪氨酸酶檢測(cè)方法相比，本發(fā)明提供的納米探針操作更加簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的儀器設(shè)備和繁瑣的實(shí)驗(yàn)步驟；同時(shí)，ucnps在構(gòu)建上轉(zhuǎn)換納米探針時(shí)不需要復(fù)雜和耗時(shí)的表面修飾，有利于快速和低成本地制備上轉(zhuǎn)換納米探針，降低了檢測(cè)成本。

12、4、具有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的納米探針不僅可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的皮膚癌和黑色素瘤等疾病的早期篩查和診斷，還可拓展應(yīng)用于其他與酪氨酸酶活性相關(guān)的疾病的檢測(cè)；此外，通過(guò)合理設(shè)計(jì)和利用其他新型底物，該納米探針有望成為檢測(cè)其他幾種酶的多功能工具，在生物醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)換納米探針包括ucnps、酪胺和鐵離子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述鐵離子來(lái)源于硫酸鐵銨、氯化鐵中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述ucnps是以稀土氯化物、oa、ode、nh4f和naoh為原料通過(guò)溶劑熱法制備得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述溶劑熱法的反應(yīng)溫度為280~320℃，反應(yīng)時(shí)間為30~90?min；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述ucnps具有核殼結(jié)構(gòu)，以β-nayf4:yb,er為核，nayf4為殼。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于，所述ucnps的制備方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)換納米探針在激發(fā)波長(zhǎng)980?nm、發(fā)射波長(zhǎng)540~655?nm范圍內(nèi)進(jìn)行熒光檢測(cè)，在吸收波長(zhǎng)400~700?nm范圍內(nèi)進(jìn)行比色分析。

8.權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的上轉(zhuǎn)換納米探針在制備酪氨酸酶檢測(cè)試劑中的應(yīng)用。

9.權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的上轉(zhuǎn)換納米探針在構(gòu)建酪氨酸酶檢測(cè)用智能傳感器中的應(yīng)用。

10.一種智能傳感器，包括權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的上轉(zhuǎn)換納米探針、980?nm激光器、比色皿、智能手機(jī)和3d打印配件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙信號(hào)輸出檢測(cè)酪氨酸酶用上轉(zhuǎn)換納米探針及其應(yīng)用，涉及納米生物材料技術(shù)領(lǐng)域，所述上轉(zhuǎn)換納米探針包括UCNPs、酪胺和鐵離子；所述UCNPs具有核殼結(jié)構(gòu)，以β?NaYF<subgt;4</subgt;:Yb,Er為核，NaYF<subgt;4</subgt;為殼；本發(fā)明所述上轉(zhuǎn)換納米探針通過(guò)整合熒光測(cè)定法和比色法的優(yōu)勢(shì)，形成了雙信號(hào)自校準(zhǔn)能力；該方法不僅利用了近紅外光激發(fā)的UCL信號(hào)，大大提高了檢測(cè)精度，而且通過(guò)比色反應(yīng)為酪氨酸酶的檢測(cè)提供了直觀、便捷的方法；雙信號(hào)輸出檢測(cè)方式有效緩解了信號(hào)波動(dòng)，從而確保了酪氨酸酶分析的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：李康冉,朱佳偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：淮北師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6