[发明专利]基于智能水凝胶的压电适体传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种基于智能水凝胶的压电适体传感器及其制备方法和应用。本发明合成以ssDNA和TBA29适体作为交联剂的聚丙烯酰胺智能水凝胶，并在其基础上构建了基于智能水凝胶的压电适体传感器。与未采用该水凝胶构建的压电适体传感器相比，其灵敏度提高了一个数量级。本发明制备的基于智能水凝胶的压电适体传感器采用自组装技术，方法简单、操作简便。制备的压电适体传感器传感器结构简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及一种压电适体传感器的制备方法，尤其涉及基于智能水凝胶的压电适体传感器及其制备方法和其在人凝血酶的检测方面的应用。

背景技术

凝血酶是一种由凝血酶前体形成的丝氨酸蛋白质水解酶，能将纤维蛋白元催化成纤维蛋白，具有促进血液凝固、控制凝血等作用。机体内的凝血酶必须保持在一定的范围内，因为过度的凝血将会引起血栓等疾病，甚至导致机体死亡。凝血酶对于揭示肿瘤的发生机制及作为早期诊断以及愈后的依据，在医学检测方面有重大的意义。由于血液中凝血酶的浓度达到nM/L级别，建立简单、快速、高灵敏度检测凝血酶的方法具有非常重要的意义。

现有的电化学传感器制作过程繁琐、需结合信号放大技术，导致检测过程复杂，精度不足。而将适体作为识别元件与电化学生物传感器结合在一起所构建的电化学适体传感器，集成了适体和电化学传感器两方面的优势，既具有电化学传感器的高灵敏度、快响应、简单操作、低成本，又具有适体的高选择性和特异性

基于智能水凝胶的压电适体传感器，无需经典的免疫分析方法如放射性同位素标记法及酶联耦合方法中的标记和分离步骤，可以简化分析操作程序，提高分析速度，因此具有响应快、特异性好、小型简便等特点，在凝血酶检测的实际应用中潜力巨大。

发明内容

本发明的第一个目的是在于现有技术的不足，提供一种基于智能水凝胶的压电适体传感器，该压电适体传感器能够用于人凝血酶的快速检测。项目研究表明：丙烯酰胺、TBA29、ssDNA三种单体以10:1:1的比例合成水凝胶，在30分钟内能够直接检测到1nM凝血酶。与未采用该水凝胶构建的压电适体传感器相比，其灵敏度提高了一个数量级。

本发明基于智能水凝胶的压电适体传感器是采用分子自主装技术将由丙烯酰胺、TBA29、ssDNA三种单体通过共聚反应合成的水凝胶修饰于金表面；其中丙烯酰胺、TBA29与ssDNA的体积比为10～1000:1:1，优选比例为10:1:1；

所述的TBA29为5′-Acrydite-TBA29，其碱基序列为：5′-Acrydite-TCCTAATACGACTCAGTCCGTGGTAGGGCAGGTTGGGGTGACTTATTGAAAACGCG-3′，如SEQ ID NO.1所示。

所述的ssDNA为5′-Acrydite-ssDNA，其碱基序列：5′-Acrydite-CGCGTTTTCAATAGAGTCGTATTAGGA-3′，如SEQ ID NO.1所示。

本发明的第二个目的是提供上述基于智能水凝胶的压电适体传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)：将传感器的金表面依次经1M NaOH、1M HCl分别处理5分钟、2分钟，每次处理后都用去离子水冲洗，最后进行氮气干燥。

步骤(2)：步骤(1)清洗后的传感器在10mM的MHDA酒精溶液中过夜。

所述的MHDA酒精是指将酒精作为溶液溶解MHDA(二乙酰己二胺)。

步骤(3)：注射EDC/NHS混合液，反应10分钟；其中EDC/NHS混合液中EDC的浓度为75mM，NHS的浓度为30mM；

步骤(4)：水洗后注射水凝胶，反应30分钟；

步骤(5)：水洗后注射Tris-HCl，待平衡；

步骤(6)：注射人凝血酶，反应30分钟；