[发明专利]一种基于FMs和PMA荧光-比色双模生物传感器的构建和应用

说明书

本发明涉及材料技术领域，具体涉及利用基于FMs和PMA的荧光‑比色双模生物传感器的制备和应用，并提出一种纸基‑智能手机比色生物传感系统实现对ALP的快速定量检测。本发明利用荧光‑比色双模传感器检测血清中ALP含量，包括PMA，FMs，AAP，便携式纸基和样品稀释液。所述荧光‑比色双模传感器对ALP具有好的选择性，低的假阳性，提高了检测的准确度。对ALP的比色和荧光检测限分别为0.068U/L和0.11U/L,检测范围分别为0.2‑30U/L和0.2‑35U/L，能够准确测定血清中ALP的含量。基于纸基‑智能手机的传感体系同样具有好的准确性，对ALP的检测限为0.4U/L，检测范围为2‑50U/L，能够实现日常生活中ALP的即时检测。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，涉及一种利用荧光微球(FMs)的光学性能，磷钼杂多酸(PMA) 还原生成的磷钼蓝具有的宽的紫外吸收能力和荧光猝灭能力，具体涉及一种基于FMs和PMA 荧光-比色双模生物传感器的构建和应用。

背景技术

荧光编码微球(Fluorescent addressable microsphere，FMs)是指将荧光物质通过物理法(吸附法、包埋法、自组装法)或化学法(接枝法、共聚法)吸附或包埋到载体粒子表面或内部而形成的直径在纳米至微米级(0.01-10μM)范围内，受激发光源激发能发出荧光的固相球体。它是一种新型的功能性微球，具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大和表面反应能力强等特性，由于其同时具有稳定的形态结构及稳定而高效的发光效率，使得其在生物医学检测中的应用非常广泛，涉及的领域包括生物分析、疾病诊断、免疫分析等。

基于FMs的生物传感方法属于荧光传感方法，是一种在生物、化学和医学领域被广泛应用的分析检测工具。此类生物传感方法能够实现对特定目标分析物的快速检测，灵敏度可达 10⁹-10¹²数量级，近年来在痕量、微量分析等领域的应用非常广泛。由于FMs能够与许多试剂和生物分子相互作用，发生荧光猝灭或荧光增强，因此荧光强度常被用作荧光传感方法的检测信号报告参数。导致荧光强度变化的因素很多，因此能够影响FMs荧光性质的物质都可以作为目标物，以此为依据建立基于FMs的分析方法。

近年来，国内外学者利用杂多酸作为显色剂测定抗坏血酸的方法进行了很多研究，其中许多方法需要进行长时间的水浴加热，这增加了操作的复杂性。重要的是，许多糖类和具有弱还原性的杂质在加热条件下可能会对检测结果产生干扰，从而降低了方法的选择性。因此，使用常温下即可被抗坏血酸(AA)快速还原的磷钼杂多酸(PMA)是一种很有意义的检测策略。同时，PMA被抗坏血酸还原后生成的磷钼蓝具有较宽的吸光范围，能够吸收FMs位于 620nm处的荧光发射，即通过内滤作用使FMs发生荧光猝灭，这使得FMs在作为报告信号时可以免于复杂的表面修饰过程。

碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase，ALP)是一种具有催化作用的蛋白质，能够催化蛋白质、核酸和小分子发生去磷酸化，广泛存在于人体的肝脏、骨骼、肾脏和胎盘等组织中，它不仅在调节各种细胞内代谢中起着至关重要的作用，而且是许多疾病的重要生物标志。以往的研究证实肝功能障碍、骨损伤等都与ALP活性异常密切相关。ALP的检测对骨骼疾病的诊断非常重要，并且可以治疗性地应用于缺乏该酶的低磷酸血症患者，在血管钙化中的作用和作为败血症相关的急性肾脏损伤的治疗方法也是近些年来的研究热点。因此，开发检测ALP 活性的有效方法对相关疾病的诊断和治疗具有重要的意义。

目前为止，报道的ALP检测方法非常广泛，包括比色法、荧光法和电化学法等，其中ALP催化水解无色的对硝基苯基磷酸盐(NPP)产生黄色的对硝基酚是监测ALP活性常用的方法之一。该方法操作简单，效率高，已被临床应用为标准方法，但是却具有选择性差，线性范围有限等缺点，这严重影响了其在实际中的应用。更糟糕的是，对硝基苯基磷酸盐底物对光敏感，在没有ALP的情况下也可以水解，这可能导致假阳性结果。因此，开发实用性强、可靠性高的ALP活性检测新策略尚需进一步努力。