[发明专利]β2受体生物传感器、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学生物传感器、制备方法及其应用，特别是一种β2受体生物传感器、制备方法及其应用。

发明背景

β2肾上腺素能激动剂（简称β2激动剂或β2配体、俗称瘦肉精）是一类人工合成激素类药物，家族成员达数十种之多。其共同作用机制是：β2激动剂首先结合于细胞膜上的β2肾上腺素能受体（简称β2受体），通过G蛋白偶联的cAMP信号转导途径发挥正常生理效应，同时还具有增强肌肉，减少脂肪的生理作用，已被滥用作生长促进剂以提高家畜瘦肉率，肉类食品中的该类药物残留严重危害人民身体健康。

现有检测技术无法根本遏制β2激动剂的滥用。

生物电化学传感器主要由生物分子识别和信息转换部件两部分组合构成。其设计原理是待测物通过生物分子识别部件将被感知物质的非电信号转换成可测量的电信息，再经过放大信号处理，进行信号输出。电化学体系借助电极实现电能的输入或输出，从而获得电极表面修饰物质的电信号，常用的为三电极体系。三电极体系包括工作电极、辅助电极（也称对电极）和参比电极，电流流经工作电极和对电极。电化学方法作为一种分析检测方法，具有灵敏度高、快速、简便快捷等优点。

以电化学为基础发展起来的受体生物传感器技术如今受到了极大的关注。电化学受体生物传感器是将受体蛋白（或载有该受体蛋白的细胞膜）作为分子识别元件固定于金属表面从而构建工作电极，当与待测定的配体分析物发生亲合性结合时，可在三电极体系中将这种结合作用转换、放大并输出电化学信号。电化学受体生物传感器技术综合了现代生物和微电子二大技术，既具有前者受体-配体结合的高度特异性和广谱性的特点，又具有后者灵敏、快速、操作简易的特点，这种明显的优势有望发展成为强有力的新型检测技术

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种检测β2激动剂的电化学β2受体生物传感器，该传感器通过配体-受体的特异结合，实现对于β2激动剂的检测。

本发明的目的之二在于提供该传感器的制备方法。

本发明的目的之三在于提供该传感器在检测β2激动剂中的应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种β2受体生物传感器，为三电极体系传感器，对电极是铂电极，参比电极是饱和甘汞电极，工作电极为金电极，其特征在于在所述的金电极上修饰有重组β2肾上腺素能受体，该重组β2肾上腺素能受体该重组β2肾上腺素能受体为SEQ ID NO：1所示的碱基序列。其氨基酸序列为SEQ ID NO：2所示

一种制备上述的β2受体生物传感器的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a. 将预处理好的金电极浸入1 mM 巯基丙酸MPA溶液中修饰过夜；

b. 将步骤a所得的金电极浸入含400 mM 1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙酸）碳二亚胺盐酸盐EDC、200 mM N-羟基琥珀酰亚胺NHS的水溶液中10 min，超纯水彻底清洗后浸入含100 mM 组氨酸的水溶液中10 min，超纯水清洗；

c. 将步骤b所得金电极浸入1 μg/mL的氧化镍（NiO）纳米颗粒水溶液中10 min，超纯水清洗；

d. 将步骤c所得金电极浸入0.27mg/mL的增溶β2受体蛋白水溶液中10～30 min，经超纯水清洗得到经β2受体修饰的金电极；

e.将步骤d所得金电极作为工作电极与铂电极和饱和甘汞电极一起组成三电极体系的β2受体生物传感器。

上述的增容β2受体蛋白的制备方法是：

a.将β2受体基因的重组工程菌细胞膜用1% DDMN-十二烷基-β-D-麦芽苷-PBS缓冲液进行增溶处理，0 ??C 45min，18000g离心20min，取上清液即为均质的增溶β2受体蛋白溶液；

b.将步骤a所得增溶β2受体溶液加入Ni²⁺-NTA亲和柱吸附，经50mM咪唑高盐缓冲液洗柱三次后用200mM咪唑高盐缓冲液洗脱，部分收集即获得β2受体蛋白。

一种检测β2激动剂的方法，采用上述的β2受体生物传感器进行检测，其特征在于该方法的具体步骤为：

    a. 将工作电极浸入到含有待测样品中，0 ??C，30 min，超纯水清洗；