[发明专利]一种基于金属有机框架材料构建比色免疫传感器检测新型冠状病毒的方法

说明书

本发明涉及一种基于金属有机框架材料构建比色免疫传感器检测新型冠状病毒的方法，所述方法包括APT@CuDBC纳米复合材料。本发明的突出创新在于：首次将CuDBC纳米材料应用到生物传感器当中。利用单克隆抗体与适配体能够特异性识别新型冠状病毒的特性，代替了金标准qPCR方法，无需核酸提取与扩增，直接识别新型冠状病毒颗粒，结合纳米材料较高的酶活性与稳定性，可通过肉眼判断和紫外分光光度仪判读检测结果，构建了夹心式新型冠状病毒比色免疫生物传感器。

技术领域

本发明涉及一种比色免疫生物传感器的制备及新型冠状病毒的检测方法，涉及了一种基于酶联免疫法及金属有机框架材料的比色传感器的制备方法及其应用，属于功能材料和生物传感技术领域。

背景技术

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)为单股正链RNA病毒，属套病毒目(Nidovirales)冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus)β属，呈圆形或椭圆形，有包膜，直径60-140nm。基因组全长29903bp(GenBank accession number MN908947)。基因组排列顺序是5‘-ORF1ab-S-ORF3a-E-M-ORF6-ORF7a-ORF8-N-ORF10，5′端约2/3区域编码病毒RNA聚合酶蛋白后1/3区域编码4个结构蛋白，刺突蛋白(spike,S)、包膜蛋白(envelope,E)、膜蛋白(membrane,M)、核衣壳蛋白(nucleocapsid,N),以及一些非结构蛋白和辅助。2019年12月，该病毒暴发。患者的临床表现以发热、乏力、干咳为主，鼻塞、流涕等上呼吸道症状少见，会出现缺氧低氧状态。约半数患者多在一周后出现呼吸困难，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍。

目前检测新型冠状病毒的“金标准”法为实时荧光RT-PCR检测。呼吸道样本的实时荧光PCR(polymerase chain reaction,PCR)检测是急性呼吸道传染病的常规检测手段，灵敏度高、特异性好且在病原检测中应用成熟。实时荧光RT-PCR检测法在早期诊断和筛查中都发挥了重要作用。美中不足是该方法会受到因样本类型及采集时间、样本质量、样本运输保存时间与条件、仪器设备、试剂、人员操作方法因素等多方面影响，不适用于床旁检测及现场快速筛查。免疫学检测包括对抗原的检测和对抗体的检测，SARS-CoV-2表面的S蛋白、N蛋白等可作为抗原表位，已有公司发布基于胶体金免疫层析法的2019-nCoV新型冠状病毒抗原检测试剂以及双抗体夹心的新型冠状病毒蛋白快速检测检测试剂盒，但其依赖于温度敏感的抗体试剂，灵敏度和稳定性都有待提升。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题缺陷，提供一种基于金属有机框架材料构建比色免疫传感器检测新型冠状病毒的方法。

适配体(Aptamers，APT)，又称为人工抗体，是一种人工筛选出来，能够特异性识别靶标的核酸或多肽。相较于常规抗体，适配体有稳定、成本低、易于合成和修饰等优点。

本发明的目的在于通过金属有机框架(MOF)作为纳米酶，筛选出可特异性识别S蛋白的APT，通过在其3’端修饰巯基，与其相结，制备出一种酶活性和稳定性高可识别S蛋白的纳米材料。利用酶联免疫法原理，形成“抗体—抗原—适配体”的三明治夹心结构，无需核酸提取与扩增，直接识别新型冠状病毒颗粒表面的S蛋白，构成一种可快速有效检测新型冠状病毒的比色免疫传感器。

在本发明中，金属有机框架材料(MOF)作为新一代纳米材料，自身具有不同的拓扑结构、稳定且作为纳米酶具有较高的酶活性。本发明选择具有特异性识别新型冠状病毒表面刺突蛋白(S蛋白)的APT，通过在其3’端修饰巯基，即可与纳米酶结合，再结合可特异性识别SARS-CoV-2的抗体作为一抗，构建出夹心式的SARS-CoV-2比色传感器。该检测方法无需核酸的提取与扩增，直接检测SARS-CoV-2的病毒颗粒表面的S蛋白，提高了检测效率。快速、超敏、便捷的检测方法的建立为即时检验的实施提供了坚实的基础。

本发明采用如下技术方案实现。