[发明专利]基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器、制备及应用

权利要求书

1.一种基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器，其特征在于，所述磁性固定化酶反应器包括：磁性氧化石墨烯、固载在所述磁性氧化石墨烯上的金纳米颗粒、修饰在所述金纳米颗粒上的DNA四面体，以及固载在所述DNA四面体上的胰蛋白酶。

2.如权利要求1所述的基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯的制备方法为：使用溶剂热法将四氧化三铁磁性纳米颗粒负载在氧化石墨烯上，四氧化三铁磁性纳米颗粒的粒径为100～500nm。

3.如权利要求1所述的基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器，其特征在于，所述DNA四面体由4条DNA单链通过自组装反应的方式合成，每一条DNA单链包含22～80个脱氧核糖核苷酸单体；DNA单链的3’端或5’端具有功能基团，所述功能基团为巯基和羧基，其中巯基用于DNA四面体与磁性固定化酶反应器中的金纳米颗粒反应，羧基用于DNA四面体与胰蛋白酶结构中的氨基键合。

4.一种基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：通过溶剂热法制备磁性氧化石墨烯；将金纳米颗粒固载在磁性氧化石墨烯上；利用自组装反应合成顶点含有巯基的DNA四面体；利用Au、S之间的共价结合将DNA四面体修饰在金纳米颗粒上；通过羧基与氨基键合形成的共价键将胰蛋白酶固载在DNA四面体上，得到所述磁性固定化酶反应器。

5.如权利要求4所述的基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括：

S1、在氧化石墨烯表面负载四氧化三铁磁性纳米颗粒，得到产物I:Fe₃O₄@GO；

S2、以氧化石墨烯表面带负电的功能团为成核中心，利用还原金属盐溶液HAuCl₄使得金纳米颗粒在氧化石墨烯表面进行原位颗粒生长，得到产物II:Fe₃O₄@GO@AuNPs；

S3、利用Au、S之间的共价结合，将DNA四面体修饰在所述产物II中的金纳米颗粒上，得到产物III:Fe₃O₄@GO@AuNPs@DNA TET；

S4、通过DNA四面体的羧基与胰蛋白酶的氨基键合形成的共价键将胰蛋白酶固载在所述产物III的DNA四面体上，得到产物Ⅳ：Fe₃O₄@GO@AuNPs@DNA TET@Trypsin，即为所述磁性固定化酶反应器。

6.如权利要求5所述的基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器的制备方法，其特征在于，步骤S1中，产物I:Fe₃O₄@GO的制备方法为：

在六水合三氯化铁的乙二醇溶液中加入氧化石墨烯和无水乙酸钠，得分散液；将所述分散液超声至溶液均一，转移至高压反应釜中进行加热，加热温度为180～220℃，加热时间为8～12小时；反应产物冷却后洗涤即得产物I:Fe₃O₄@GO。

7.如权利要求5所述的基于DNA四面体的磁性固定化酶反应器的制备方法，其特征在于，步骤S2中，产物II:Fe₃O₄@GO@AuNPs的制备方法为：

向60mg产物I:Fe₃O₄@GO中加入30～50ml超纯水后混匀，得到分散液；先后向分散液中加入2～4ml四氯金酸溶液和2～4ml柠檬酸钠溶液，搅拌10分钟后，在冰浴条件下加入2～4mlNaBH₄溶液，继续机械搅拌30～60分钟；将混合溶液静置于黑暗环境中16～24h，即得产物II:Fe₃O₄@GO@AuNPs。