[发明专利]基于抗菌肽-磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器及其制备方法和应用

说明书

基于抗菌肽‑磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器及其制备方法和应用，涉及食源性致病菌检测领域。该生物传感器包括Fe₃O₄‑Magainins I磷酸铜纳米复合物和Cecropin P1‑转化酶磷酸钙纳米复合物。通过合成两种抗菌肽‑磷酸盐纳米复合物，以Fe₃O₄‑Magainins I磷酸铜纳米复合物为捕获元件进行细菌磁性分离，以Cecropin P1‑转化酶磷酸钙纳米复合物为信号转导元件；加入食源性致病菌目标物与两个纳米复合物形成夹心免疫结构传感器；磁性分离后信号转导元件中的蔗糖转化酶水解蔗糖为葡萄糖，血糖仪直接定量。本发明灵敏度高、特异性强、精确性高、操作简单、检测快速、成本低。

技术领域

本发明涉及食源性致病菌检测技术领域，具体涉及一种基于抗菌肽-磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

致病性细菌感染对全球公共卫生构成严重威胁，其高发病率和高死亡率给社会带来了巨大的经济负担。为有效预防病原菌感染，开展护理点(POC)病原学检测对临床诊断、食品检验和环境监测具有重要意义，特别是在世界欠发达地区，意义更加巨大。传统的基于培养的方法一直是病原菌分析的金标准。但这些方法往往耗时费力，不符合病原菌POC检测的要求。聚合酶链反应(PCR)程序也被广泛用于定量和定性分析病原菌。然而，外源污染可能导致假阳性或阴性结果。同样，核酸需要提取，而且技术的可移植性也受到限制。

为了建立一种简单、快速、灵敏的病原菌检测方法，基于药物分子识别(如抗体和适体)的POC免疫测定生物传感器方法的发展，引起了社会各界越来越多的关注。基于抗体的夹心免疫分析由于其高度特异性的抗原识别能力而成为目前常用的平台。然而，抗体的制备过程很繁琐，而且生产成本也很高。目前适体也被提出作为替代分子识别元件。与抗体和适配体相比，肽具有更高的抗变性和稳定性。肽也具有短而清晰的结构，它们对许多分析物(如蛋白质、核酸和金属离子)具有特异性和强亲和力。就其性质而言，肽作为开发灵敏、方便的生物传感器的有效识别元件受到广泛关注。

抗菌肽(AMPs)作为生物体的一种抗菌防御系统，对高抗原性细菌细胞表面具有高度的亲和力和特异性。迄今为止，许多技术已被用于将肽与信号标记物(如荧光团、酶和纳米颗粒)结合或将肽固定在载体表面(如磁珠、载玻片、石墨烯和金电极)。然而，这些方法需要AMPs的化学基团衍生化以结合载体或化学修饰以标记信号标记物。这些方法消耗大量试剂，价格昂贵，并且制备过程过于复杂。如果采用不恰当的固定化方案，AMP活性可能会受到损害，例如，由于AMPs的N-末端衍生化而导致对细菌亲和力下降，或者由于AMPs过量标记的氨基特异性生物素引起其微生物结合活性的丧失。为了解决这一瓶颈，应设计一种简单有效的方法，以实现肽偶联生物大分子(如蛋白质、酶)，并结合到载体表面(如磁珠、载玻片等)，同时保持肽的活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高灵敏度、高特异性、高精确性、操作简单、检测快速、成本低的基于抗菌肽-磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器及其制备方法和应用。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种基于抗菌肽-磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器，主要包括：

Fe₃O₄-Magainins I磷酸铜纳米复合物；

Cecropin P1-转化酶磷酸钙纳米复合物。

本发明的一种基于抗菌肽-磷酸盐纳米复合物的致病菌免疫分析生物传感器的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤一、合成Fe₃O₄-Magainins I磷酸铜纳米复合物；

步骤二、合成CecropinP1-转化酶磷酸钙纳米复合物。