[发明专利]电化学传感器电极及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种电化学传感器电极及其制法和应用。所述的制备方法包括：1)在电极基体表面形成超分子水凝胶修饰层，获得水凝胶修饰的电极基体；2)在所述超分子水凝胶修饰层上孵育生物标志物的核酸适体，进而获得所述电化学传感器电极。本发明利用天然鸟苷和吡啶‑4‑硼酸化合物形成的超分子凝胶为载体，利用其较高的生物分子亲和性及3D水凝胶微环境，实现了生物活性分子核酸适体在电极界面的有效固定；该方法步骤简单、适用性强，并且可以适用于多种生物标志物核酸适体传感器电极的制备，在科学研究和临床应用中具有广泛的前景。

技术领域

本发明特别涉及一种电化学传感器电极及其制法和应用，属于水凝胶、电化学传感器技术领域。

背景技术

电化学生物传感器检测方法具有价格低廉、快速检测、选择性好、超低检测底限、等优点，因而被广泛用于对多种生物标志物的检测。为了提高传感器的灵敏度、生物负载量及实验效率，多种纳米材料，如金属/金属氧化物纳米材料、碳基纳米材料、金属有机框架材料等，由于具有比表面积大、生物分子负载量大和导电性高等优点，被广泛应用于电化学生物传感器的制备过程中以构筑不同的电化学传感器界面。然而，上述材料存在生物溶液行为复杂、生物相容性差、电化学活性低和在水体系中稳定性差、分散性差等缺点，使其在实际应用中受到限制。由于具有良好的生物相容性、高亲水性和渗透性，水凝胶材料作为一种新兴的生物电化学界面材料，受到研究者的广泛关注。目前报道的水凝胶基电化学传感界面主要为共价交联的聚合物网络结构，构筑过程复杂；且聚合物存在分子结构不确定、批次-批次差异大等问题，导致所构筑传感器的可重复性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种简单易行的电化学传感器电极的制备方法，解决目前水凝胶基电化学传感器构筑过程复杂、重现性差、检测目标单一等问题；本发明的目的之二是提供一种快速、低成本、通用的生物标志物检测方法，为电化学核酸适体传感器在临床中的应用提供技术基础。

发明人前期研究工作发现，在KCl水溶液中，通过简单混合商业来源的鸟苷和吡啶-4-硼酸化合物，即可得到具有优异自愈性和良好导电性的超分子水凝胶；本发明利用超分子水凝胶为载体，利用其较高的生物分子亲和性及3D水凝胶微环境，构筑了一种电化学传感器电极，该方法步骤简单、操作容易、适用性强，解决了现有水凝胶基电化学传感器构筑过程复杂、重现性差、检测目标单一等问题。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种电化学传感器电极，包括金属电极基体和核酸适体，该核酸适体通过超分子水凝胶固定于电极基体表面。

进一步的，所述超分子水凝胶中至少含有天然鸟苷和吡啶-4-硼酸化合物。

进一步的，所述的电极基体包括金属电极基体。

进一步的，所述电极基体包括金电极。

本发明实施例提供了一种电化学传感器电极的制备方法，其包括：

1)在电极基体表面形成超分子水凝胶修饰层，获得水凝胶修饰的电极基体；

2)在所述超分子水凝胶修饰层上孵育生物标志物的核酸适体，进而获得所述的电化学传感器电极。

在一些较为具体的实施方案中，所述步骤1)包括：将超分子水凝胶的储备液滴加在电极基体的表面，待所述超分子水凝胶的储备液干燥后形成所述的超分子水凝胶修饰层。

在一些较为具体的实施方案中，所述步骤1)还包括：将鸟苷、吡啶-4-硼酸化合物与KCl的水溶液混合，待所述鸟苷和吡啶-4-硼酸化合物完全溶解后形成所述的超分子水凝胶储备液。

进一步的，在所述超分子水凝胶储备液中，鸟苷、吡啶-4-硼酸与KCl的摩尔比为1∶1∶0.125-1∶1∶1。