[发明专利]一种核酸修饰的纳米纤维光学传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种核酸修饰的纳米纤维光学传感器，由纳米纤维薄膜（1）和核酸荧光分子探针（2）构成，所述核酸荧光分子探针（2）作为识别原件与换能器，检测目标分子信号并且将其检测到的信号转换为光信号，其特征在于：用静电纺丝技术制备纳米纤维薄膜（1），用化学方法将核酸荧光分子探针修饰到纳米纤维上，实现强光学信号的传感器，包括如下步骤：

1）、通过静电纺丝技术得到纳米纤维薄膜

静电纺丝的过程如下：配置含有功能基团的物质的聚合物溶液，将聚合物溶液搅拌均匀后转移到静电纺丝装置的注射器中；利用注射泵将注射器中的聚合物溶液引入针头，控制高压电场电压与溶液的流速，使得针头尖端的液滴由半球形变成锥形，当外加电压达到临界值时，静电排斥力克服溶液的表面张力，带电射流便从锥顶端喷出；然后经历鞭动，同时受到静电排斥力而持续伸长，最后沉积到接地收集装置上，收集装置为表面疏水的玻璃，控制针头与收集装置距离，静电纺丝时间；将纺好的纳米纤维薄膜用去离子水洗净后放到真空干燥箱中，室温下干燥过夜；

2）、将核酸荧光分子探针修饰到纳米纤维薄膜上

a、表面有巯基的纳米纤维通过氧化作用形成二硫键或者金硫键将核酸荧光分子探针修饰到纳米纤维薄膜上，具体步骤如下：将干燥好的纳米纤维薄膜取出，在其上滴加含有核酸荧光分子探针的溶液，空气中充分反应；

b、表面有羧基或者氨基的纳米纤维通过酸胺缩合反应将核酸荧光分子探针修饰到纳米纤维上，具体步骤如下：将干燥好的纳米纤维薄膜取出，在含有核酸荧光分子探针的溶液中加入少量酸胺缩合催化剂，然后滴加在纳米纤维上；

c、表面有硅烷基的纳米纤维通过硅烷偶联剂将核酸荧光分子探针修饰到纳米纤维上，具体步骤如下：将干燥好的纳米纤维薄膜取出，含有核酸荧光分子探针的溶液中加入少量硅烷偶联剂，然后滴加在纳米纤维上。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于：用静电纺丝的方法制备的纳米纤维，静电纺丝原料是聚乳酸（PLA）、聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAAm）、聚丙烯酸（PAA）、聚苯乙烯（PS）、醋酸纤维素（CA）、聚醋酸乙烯酯（PVA）、聚丙烯腈（PAN）、聚苯胺（PANI）、聚氧化乙烯（PEO）、聚乙烯亚胺（PEI）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚(二苯胺)（PDPA）、聚O-甲苯胺（POT）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚醚砜（poly(ether sul-fones)，(PES)）、壳聚糖（CTS）、纤维素（cellulose）、乙酰氧基丙基-纤维素（Acetoxypropyl-cellulose，APC）、羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose，CMC）、四[4-(烯丙氧基)苯基]卟啉（tetrakis(4-methoxylphenyl)porphyrin，TMOPP）中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于：用静电纺丝的方法制备的纳米纤维，纳米纤维表面的功能基团主要依靠在纺丝溶液中加入含有巯基的化合物、含有羧基的化合物、含有氨基的化合物、含有硅烷基的物质。

4.根据权利要求1所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于：核酸荧光分子探针为单链核酸、双链核酸、线状核酸、环状核酸、核酸类似物中的一种或任意几种分子的混合体。

5.根据权利要求1或4所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于所述荧光基团为有机荧光染料，所述有机荧光染料为荧烷衍生物类、1,8-萘酰亚胺类、香豆素类、三芳甲烷类、偶氮类、蒽醌类、二苯乙烯类、萘二甲酸衍生物、苯并蒽酮衍生物；荧光猝灭物质为荧光猝灭基团和荧光猝灭纳米粒子，所述荧光猝灭基团包括：TAMRA、BHQ系列染料、DABCYL、AM-10、NBC、4-（4-二甲基氨基偶氮苯基）苯甲酸；所述荧光猝灭纳米粒子包括：金属纳米颗粒、石墨烯、石墨、碳管、磁性纳米粒子。

6.根据权利要求3所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于，所述的巯基化合物为十二烷基硫醇，所述的羧基化合物为十二烷酸，所述的含有氨基化合物为赖氨酸，所述的硅烷基物质为二氧化硅纳米粒子。

7.根据权利要求4所述的纳米纤维光学传感器，其中所述的核酸类似物为肽核酸（PNA）。

8.根据权利要求5所述的纳米纤维光学传感器，其特征在于，所述荧烷衍生物类为罗丹明类。