[发明专利]基于电化学合成的Ru-MOF构建乙酰转移酶电化学发光传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种基于电化学合成的Ru‑MOF构建乙酰转移酶电化学发光传感器及其应用。我们采用电化学辅助的自组装方法合成Ru(bpy)₃²⁺‑功能化MOF薄膜，合成步骤简单、时间较短，且对环境友好。Ru‑MOF的ECL信号可以被Cu(II)猝灭，加入乙酰化反应液后，乙酰化产物CoA与Cu(II)反应形成了一种铜‑巯基配位聚合物，ECL信号得到恢复。基于此，我们构建了一种电化学发光生物传感器，应用于组蛋白乙酰转移酶的检测。本发明提供的电化学发光传感器在应用中具有性能稳定、灵敏度高的优势，可广泛应用于临床、医药等领域。

技术领域

本发明涉及一种电化学发光传感器及其检测方法，尤其是涉及基于电化学合成的Ru-MOF构建乙酰转移酶电化学发光传感器及其应用，属于功能生物材料和生物传感技术领域。

背景技术

表观遗传学是指DNA序列变化以外的可遗传的基因表达改变，这种影响基因转录活性而不涉及DNA序列改变的基因表达调控方式称为表观转录调控，组蛋白乙酰化修饰是基因表观转录调控的重要机制。组蛋白翻译后修饰所引起的染色质结构重塑在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用。组蛋白乙酰化修饰是由组蛋白乙酰转移酶(HAT)以及组蛋白去乙酰化酶(HDAC)两种酶相互协同作用，使组蛋白乙酰化修饰水平处于动态平衡中，从而达到调控基因表达的作用。其中，HAT能够催化乙酰辅酶A(Ac-CoA)的乙酰基，转移到赖氨酸残基(组蛋白)上，生成辅酶A(CoA)。最近有研究发现，肿瘤细胞的组蛋白大部分呈低乙酰化状态。组蛋白乙酰化修饰对基因表达调控及其在肿瘤发生发展中的作用具有重要意义。因此，开发一种简单，快速，低成本、选择性好的方法用于HAT活性检测是非常迫切的。

金属有机框架材料(MOFs)由金属离子或金属团簇与有机配体之间通过配位键或分子间作用力自组装形成的具有周期性网络结构的新型有机-无机杂化晶态材料，因其具有超大的比表面积和孔容积、可调的孔径和拓扑结构等，在近年来受到了广泛的关注。由于传统的MOFs合成方法在不同程度上存在着高温高压高能耗、合成时间长、合成工艺复杂、对反应设备和环境要求比较苛刻且反应过程难以控制等缺点。因此，为了克服以上缺点，寻找一种常温常压、简单易控、清洁环保的合成方法是当前MOFs合成领域的主要工作。电化学合成方法由于反应过程中的活性基团是电子，由电子直接作为反应剂参与到合成反应中去，所以是一种清洁环保的绿色合成方法，具有反应条件温和、操作简单易控制、反应时间短和转化效率高等优点，许多科学家的目光被吸引到用电化学方法来合成MOFs材料上，并且电化学合成方法具有其他合成方法无法比拟的优点。但在室温环境中，无需加热加压的条件下采用电化学法合成MOFs材料对科研工作者来说仍然是个挑战。

本发明构建了一种新型电化学发光传感器，检测HAT活性(以p300为例)。我们采用电化学辅助的自组装方法合成Ru(bpy)₃²⁺-功能化MOF(Ru-MOF)薄膜，合成步骤简单、时间较短，且对环境友好。这些Ru-MOF薄膜在合成过程通过原位固定在电极表面上。因为大量的Ru(bpy)₃²⁺分子封装在框架中，Ru-MOF作为传感平台，表现出优良的电化学发光强度(ECL)。之后通过实验我们发现Cu(II)可以淬灭Ru-MOF的ECL信号。随着乙酰化反应液的加入，乙酰化副产物CoA能够与Cu(II)反应形成了一种铜-巯基配位聚合物，使得ECL信号得到恢复。ECL强度恢复可以用(I₂-I₁)/I₁来描述，其中I₂和I₁表示分别存在和不存在p300的ECL强度。基于此，实现了p300的电化学发光检测。目前，国内外还没有公开任何基于电化学合成的Ru-MOF构建乙酰转移酶电化学发光传感器及其应用的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电化学合成的Ru-MOF构建乙酰转移酶电化学发光传感器及其应用。此方法首次将基于电化学合成的Ru-MOF构建的电化学发光传感器用于p300的活性检测，采用该传感器能够快速、超灵敏的检测p300的活性。