[发明专利]一种电化学适配体传感器的免校正定量测量方法

说明书

本发明涉及一种电化学适配体传感器的免校正定量测量方法，包括以下步骤：（1）室温下制备结构转换式电化学适配体传感器，通过自组装将硫醇化的结构转换核酸适配体组装在温控金盘电极表面，得到温度可控的电化学适配体传感器；（2）将电化学适配体传感器作为工作电极，与参比电极、对电极一同放置于装有待测样品溶液的容器中，然后将其浸入冰水浴，对该传感器进行预校准；（3）对得到的校准结果，使用希尔公式进行拟合，确定该传感器的出厂参数；（4）得到的出厂参数对相同条件下制备的该类型传感器通用，对于未校准的该类型传感器即可通过希尔公式变式对待测样品进行定量检测。该方法有利于避免对传感器的频繁校准，并提高传感器的灵敏度。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种电化学适配体传感器的免校正定量测量方法。

背景技术

电化学适配体传感器需要频繁校准以避免传感器和传感器之间的信号变化和检测精度。例如，为了保持商用连续血糖监测仪的准确性(误差＜20％)，制造商建议至少每12小时进行一次校准。尽管此方法具有明确的临床价值，但它将降低便利性，并可能导致用户错误的操作行为。执行校准操作的需求将阻碍许多潜在的用户，而这也成为阻碍电化学生物传感器广泛进入临床诊断或现场便携式设备的几大障碍之一。因此，免校正传感方法的发展将极大地提高电化学生物传感器的实用性，并增强其市场适应性和接受度。值得注意的是，此处的“免校准”概念是指传感器可在工厂进行预校准并按原样使用，从而允许“确定一次适用所有”的模式。

本发明中的电化学适体传感器采用氧化还原电活性报告子修饰的结构转换适体作为识别元件，靶标特异性结合引发的构象变化会改变报告子和电极表面之间的电子转移动力学，从而在输出易于测量的电信号用于定量检测目标分析物。传统的结构转换式传感器需要在使用前通过零靶标标准溶液中校准空白背景信号来规避传感器和传感器之间的信号变化，同时来规避多次测量带来的传感器信号下降。但是，这种校准是不方便的，更重要的是，当将传感器直接部署在带有目标分子(例如未稀释的血清，尿液甚至全血)的实际样品中时，很难执行此操作。目前仅有几种比率策略用于避免该传感器的校准需求。例如Plaxco及其同事报告了传感器信号输出是方波频率的强函数关系(当使用方波伏安法监控目标电流变化时)，产生“信号关闭”，“信号开启”或“无响应”响应信号(J.Am.Chem.Soc.2017,139,11207-11213)。响应和无响应频率上的两个电流之比对传感器到传感器的制造变化和信号漂移不敏感，将两者比率信号作为输出信号可以实现了传感器的免校正操作。但是该方法的局限性是部分适配体对方波伏安法频率不敏感，从而无法找到无响应频率。另一种方法是“双报告子”方法(Chemical Science 2019,10(47),10843-10848)，分别在适配体不同位置修饰两个不同的电活性报告子，其中一个对靶标的存在产生相应变化，而“参考”报告子充当内部参考，对目标的存在不响应，两者比率输出可以校正传感器之间的差异。可是这种方法需要在DNA链的不同位置修饰不同的电化学活性报告子，且电信号报告子必须有不同的氧化还原电位用以区分，满足该条件的信标分子较少，这大大增加了成本。而且这两种方法都只能保证其部分灵敏度和检测限不受免校正法的影响。最近，李辉等人使用了一个带有氧化还原报告子的适配体和另一个插入式氧化还原报告子来生成两个信号，它们的比率在不同传感器之间具有良好的重现性从而满足无需进行校准的需求(Analytical Chemistry 2020,92(18),12437-12441)。但是这种外插式信号需要重新吸附信标以再生传感器，确保其饱和吸附需要一个小时，这对于现场检测即时检测非常不利。因此需要开发一种可以快速响应并且高灵敏度的免校正策略以提高电化学适配体传感器的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学适配体传感器的免校正定量测量方法，该方法有利于避免对传感器的频繁校准，并提高传感器的灵敏度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电化学适配体传感器的免校正定量测量方法，包括以下步骤：

(1)室温下制备结构转换式电化学适配体传感器，通过自组装将硫醇化的结构转换核酸适配体组装在温控金盘电极表面，得到温度可控的电化学适配体传感器；