[发明专利]一种荧光生物传感器、制备方法及其对铜离子、焦磷酸根和碱性磷酸酶的检测应用

说明书

本发明提供了一种荧光生物传感器、制备方法及其对铜离子、焦磷酸根和碱性磷酸酶的检测应用。本发明基于铜离子与G‑四连体‑硫磺素上的胺基，形成铜胺络合物，淬灭体系的荧光，实现对铜离子检测；加入焦磷酸根，与铜离子形成配合物，剥夺出铜离子，使体系的荧光得以恢复，实现对焦磷酸根检测；再加入碱性磷酸酶，能够将焦磷酸根水解，使其失去络合能力，使得体系荧光淬灭，实现对碱性磷酸酶的灵敏检测。与现有技术相比，本发明提供的荧光传感器的制备方法，使用的是无标记的DNA,操作简单，成本很低，避免任何化学标记和修饰。

技术领域

本发明属于荧光生物传感器技术领域，具体涉及一种荧光生物传感器、制备方法及其对铜离子、焦磷酸根和碱性磷酸酶的检测应用。基于DNA-G四连体荧光生物传感器，可以实现对铜离子、焦磷酸根、碱性磷酸酶的灵敏检测。

背景技术

铜离子是人类和动物的必需微量元素，过量铜离子可诱导氧化应激并导致神经变性疾病，包括阿尔茨海默病，帕金森病和威尔逊病。焦磷酸根是各种生化过程中的关键代谢物。而且，很多研究表明焦磷酸根可以用作一些指标疾病，如关节炎和软脑膜炎。至于碱性磷酸酶，一种必需的水解酶磷酸盐代谢，负责蛋白质，核酸或生物学中的小分子的去磷酸化过程，另外ALP异常水平也可能与某些疾病有关，如动态骨病，肝脏等功能障碍，糖尿病，乳腺癌和前列腺癌。

目前对于铜离子、焦磷酸根、碱性磷酸酶在实际样品中的检测多涉及复杂和耗时冗长的检测过程，多个分析物分离的传感策略往往需要繁琐的采样，耗时的预处理，并导致低的准确性。

使用单个传感器进行连续检测具有潜在的低成本和更有效的分析等优点，因此开发高选择性、高灵敏性、简单无标记的荧光生物传感器检测铜离子、焦磷酸根、碱性磷酸酶至关重要。

发明内容

本发明的目的在提供一种荧光生物传感器及其制备方法，基于G-四连体-硫磺素(简称ThT)荧光探针构建光化学生物传感器。

本发明还提供了一种荧光生物传感器对铜离子、焦磷酸根和碱性磷酸酶的检测应用。利用铜离子淬灭G四连体-硫磺素的荧光信号，加入焦磷酸根恢复其荧光，再加入碱性磷酸酶淬灭体系的荧光信号，构建“off-on-off”传感平台，不同浓度的铜离子、焦磷酸根、碱性磷酸酶荧光强度不同，构建线性关系，实现了对铜离子、焦磷酸根、碱性磷酸酶的连续性、灵敏性和特异性的检测。

本发明提供的一种荧光生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)将DNA序列溶解在Tris-HCl缓冲溶液中，得DNA缓冲溶液，备用；

2)、将步骤1)制备的缓冲溶液与K⁺溶液混合培养，形成G-四连体；

3)、将步骤2)得到的G-四连体与ThT混合反应，即得。

步骤1)中所述DNA序列为：AGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG；

步骤1)具体为：为将购买的2.5OD的DNA序列溶解在Tris-HCl缓冲溶液中，得到浓度为100μM的DNA缓冲溶液，在4℃下保存备用；

步骤1)中所述Tris-HCl缓冲溶液pH为7.4,浓度为0.05M，含0.05M氯化镁。

步骤2)中所述的K⁺溶液浓度为10mM-50mM。

步骤2)具体为：将2μL 100μM DNA缓冲溶液和10μL 20mM钾离子混合，培养，形成G-四连体。

步骤2)中所述混合培养是指20℃-50℃下培养1h-3h。

步骤3)具体为：将步骤2)得到的G-四连体与10μL 100mM ThT，混合反应。

步骤3)中所述混合反应为20℃-50℃下反应1min-15min。