[发明专利]一种左旋核酸适体修饰的电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种左旋核酸适体修饰的电极及其制备方法和应用，所述电极包括基础电极和通过第一共价键修饰在基础电极表面的多巴胺或其衍生物；所述多巴胺或其衍生物通过第二共价键结合多巴胺的左旋核酸适体。该电极不受温度、湿度及时间等因素影响，可以在复杂环境中保持与多巴胺的高特异性、高亲和力，且左旋核酸适体可以抵抗核酸酶，适用于活体长期植入，进而能够实现在复杂动物模型动物中原位、高特异性、高稳定性及高时空分辨的多巴胺检测。

技术领域

本发明涉及电化学分析检测技术领域。更具体地，涉及一种左旋核酸适体修饰的电极及其制备方法和应用。

背景技术

适体-配体的生物识别和结合的独特特异性促进了其在生物分析和生物传感器开发中的应用，有助于识别相关结构分子，如多巴胺和其他儿茶酚胺神经递质。然而，核酸对普遍存在的核酸酶的高度敏感性降低了适体的生物稳定性，限制了其在生物学环境中的应用。

为了进一步提高适体的体内性能，当务之急是提高适体的生物稳定性，为了实现这一目标，目前的研究主要集中在对适体的化学修饰方面。然而，这些化学修饰不仅增加了适体的制备成本，而且还损害了适体对其靶标的结合亲和力和特异性。此外，这些修饰不是通用的，不同的适体通常需要不同的修饰位点。因此，有必要开发一种通用方法，在不影响适体结合能力的情况下，改善适体的生物稳定性。

发明内容

针对上述问题，我们提出了替换D-DNA的碱基获得L-DNA序列，由手性倒转核酸制成的镜像适体(L-DNA)的策略，进而提供一种左旋核酸适体修饰的电极。该电极具有核酸酶抗性和极好的生物稳定性，可以在复杂环境中保持与多巴胺的高特异性、高亲和力，进而有望实现复杂动物模型动物中原位、高特异性、高稳定性及高时空分辨的检测。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种左旋核酸适体修饰的电极，包括基础电极和通过第一共价键修饰在基础电极表面的多巴胺或其衍生物；所述多巴胺或其衍生物通过第二共价键结合多巴胺的左旋核酸适体。

可以理解，所述基础电极上含有能与多巴胺或其衍生物形成共价键的基团，可以是基础电极自身材质所致，也可以是根据需要对所述基础电极进行官能团修饰。同时，所述多巴胺的左旋核酸适体上也含有能与多巴胺或其衍生物形成共价键的官能团，可以根据需要对其进行官能团修饰。

进一步，所述第一共价键选自C-N共价键、CO-NH或Au-N共价键；所述第二共价键选自C-S共价键或C-N共价键。其中，上述几种共价键可以更优地增强电极的稳定性，而且可以理解，第一共价键和第二共价键可以相同也可以不同，根据实际情况选择即可，例如，所述C-N共价键可以是由碳基电极和多巴胺或其衍生物结合形成，所述Au-N共价键可以是金基础电极和多巴胺或其衍生物结合形成。

进一步，所述基础电极选自碳基电极、金电极、ITO电极、铂电极中的任一种。

进一步，所述碳基电极为碳纤维电极。

第二方面，本发明提供一种上述电极的制备方法，包括以下步骤：

1)将基础电极放置于含有多巴胺或其衍生物的溶液中，使用循环伏安法将所述多巴胺或其衍生物通过第一共价键修饰到基础电极的表面；

2)提供具有修饰基团的多巴胺的左旋核酸适体，使用计时电流法将所述多巴胺的左旋核酸适体与多巴胺或其衍生物通过第二共价键结合。

上述方法中，首先多巴胺或其衍生物的氨基基团，在电压下以共价键的形式快速修饰到基础电极的表面，随后继续在电压的作用下，以多巴胺或其衍生物为连接中间体，利用其苯酚结构与修饰有相应官能团的左旋核酸适体以共价键连接。同时，可以根据需要通过调节所述多巴胺或其衍生物的含量来控制多巴胺的左旋核酸适体在基础电极表面的覆盖程度。

可以理解，所述基础电极应含有能与多巴胺或其衍生物形成共价键的基团，可以是其自身含有的，也可以是事先修饰的。