[发明专利]一种细胞膜损伤快速响应传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种细胞膜损伤快速响应传感器及其制备方法和应用，该制备包括：将盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺加入到缓冲液中，搅拌后溶液过滤透析得到聚多巴胺‑聚乙烯亚胺共聚物载体；将聚多巴胺‑聚乙烯亚胺共聚物载体与PBS、超纯水、量子点充分混合即得细胞膜损伤快速响应传感器。本发明通过一步法制备得到猝灭效应良好的聚多巴胺‑聚乙烯亚胺共聚物载体，通过静电作用吸附量子点并猝灭其荧光，形成传感器，传感器与细胞膜表面相互作用使量子点游离，瞬时产生荧光信号，当细胞损伤时，细胞膜表面化学物质改变，产生不同的荧光信号可反映细胞不同的损伤状态，为高通量毒性/活性成分筛选提供一种新工具和新方法。

技术领域

本发明属于生物传感领域，具体涉及一种细胞膜损伤快速响应传感器的及其制备方法及和应用。

背景技术

细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞膜是细胞的基本结构形式，是大多数细胞活动发生的结构。细胞膜不仅提供简单的屏障，对于细胞的识别与黏附，物质合成分解与运输，信息传递过程也起着重要作用。

细胞膜主要由脂质、蛋白质及糖组成，糖与脂或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。当药物与细胞相互作用时，药物可诱导细胞膜上膜蛋白、膜脂或膜上其他物质的改变，导致细胞膜结构发生细微变化进而影响细胞活性。因此，细胞膜表面化学物质的变化可反细胞活力，探究细胞膜表面化学物质的变化对于阐明药物作用机制和毒性效应具有深远的意义。目前，基于细胞膜表面化学物质的变化检测细胞活力的方法主要分为两类。一是直接探究细胞膜表面特定化学物质的变化：此类方法主要应用于整合素、唾液酸以及细胞膜上一些酶或受体(如ATP酶、唾液酸酶、菱形蛋白酶、磷脂酰丝氨酸、Fas受体等)等细胞膜表面化学物质的含量测定以反映细胞活力；另一类方法是通过测量细胞表面电荷的变化间接反映细胞膜表面化学物质的变化，该类方法主要利用荧光探针、膜片钳以及细胞电泳等测定细胞膜表面电荷的变化，进而反映细胞活力。上述两类方法需要使用流式细胞仪、激光共聚焦显微镜、细胞电泳仪等昂贵的仪器或蛋白免疫印迹法、免疫荧光法等进行定性/定量分析，耗时较长，检测成本较高，且对于操作人员的专业知识有较高要求。因此，亟待发展一种快速，简便，高灵敏，低成本的基于细胞膜表面化学物质变化的药物毒性检测的新方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的繁琐耗时、灵敏度低、设备庞大、成本高等缺点，本发明提供了一种细胞膜损伤快速响应传感器的及其制备方法及和应用，本发明制备的传感器制备简单，反应条件温和，且成本低廉，易于批量制备，将所构建的传感器加入到细胞中可瞬时得到响应结果：细胞损伤后，细胞膜表面化学物质改变，产生不同的荧光信号，可反映细胞不同的损伤状态，为高通量毒性/活性成分筛选提供一种新工具和新方法。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种细胞膜损伤快速响应传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚多巴胺-聚乙烯亚胺(PDA-PEI)共聚物载体的制备：将盐酸多巴胺(DA·HCl)和聚乙烯亚胺(PEI)加入到缓冲液中，在室温下避光搅拌；将搅拌后溶液过滤，然后透析以除去未反应的盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺得到聚多巴胺-聚乙烯亚胺(PDA-PEI)共聚物载体；

(2)传感器的构建：将聚多巴胺-聚乙烯亚胺(PDA-PEI)共聚物载体与PBS、超纯水、量子点MPA@CdSe/ZnS(QA)充分混合即得PDA-PEI-QD传感器，即为细胞膜损伤快速响应传感器。

其中，所述聚乙烯亚胺分子量为600Da-10kDa(M.W.)范围，盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺的质量比为1:1-1:10。

作为优选，所述聚乙烯亚胺的分子量为600Da-10kDa(M.W.)，盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺的质量比为1:1，二者的浓度均为1mg/mL。