[发明专利]基于辅酶A-Au（I）配位聚合物的电化学生物传感器的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于可模拟过氧化物酶性质的类核酸CoA‑Au(I)配位聚合物的电化学生物传感器的制备方法及应用，具体步骤如下：(1)将石墨烯溶于醋酸缓冲液中，于超声清洗器中超声分散得到石墨烯分散液；(2)将辅酶A、氯金酸和磷酸缓冲溶液于PCR管中混合均匀，持续振荡使金离子被还原后，室温下得到CoA‑Au(I)配位聚合物；(3)将石墨烯电沉积到裸玻碳电极，再滴加CoA‑Au(I)配位聚合物溶液可用于检测过氧化氢和生物样品中过氧化氢浓度，优点是特异性好、灵敏度高、检测速度快，结果准确可靠、成本低。

技术领域

本发明涉及电化学生物传感器，尤其是涉及一种模拟过氧化物酶性质的类核酸辅酶A-Au(I)配位聚合物信号放大技术催化双氧水还原的电化学生物传感器的制备方法及其在生物环境中的检测应用。

背景技术

自然界中的酶作为一种高效的生物催化剂，能够有效地参与绝大多数反应。由于它具有高效性、高度的专属性以及温和的反应条件，酶催化反应应用非常广泛。然而，储存和使用不便、提纯困难、成本高昂以及自身的不稳定性等特点，限制了酶在一些领域内的应用。所以近些年来，研究人员开始越来越多的关注和研究模拟酶的制备，使其具有与自然酶相似的功能。目前，众多纳米材料，诸如Co₃O₄、V₂O₅等过渡金属氧化物纳米粒子、Pt单金属纳米粒子和Au@Pt、Ag@Au、Ag@Pd、Ag@Pt等双惰性金属复合纳米材料、单、多壁碳纳米管以及氧化石墨烯等碳基纳米材料等均被发现具有模拟酶的特性。但这些纳米材料制备困难，操作复杂，耗时长，灵敏度较低，因此设计和构造人工模拟自然界中的酶已成为众多科研领域科学家们共同挑战的难题。在生物体中，许多催化氧化还原酶的中间物质和最终产物为过氧化氢；过氧化氢自身具有细胞毒性，对激活免疫细胞、细胞凋亡等生物过程会产生一定的影响。因此，开发一种快速、高效的过氧化物酶实现过氧化氢检测技术显得尤为重要，特别是复杂生物环境中对过氧化氢的检测。

一价币族巯基-金属配位聚合物是通过一价币族金属之间的金属-金属相互作用形成的一类纳米材料，早在60年前人们就已经将巯基-Au(I)配位聚合物作为治疗类风湿关节炎的药物。由于二元系统的巯基-Au(I)配位聚合物具有独特的链状结构和特殊的性质，使其得以被广泛研究，比如合成多用途的化合物、材料、功能化的薄片以及纳米结构粒子等。以往的报道中，含有巯基配体的物质如半胱氨酸、巯基丁氨酸、谷胱甘肽等可以 用于合成类蛋白结构的巯基-Au(I)配位聚合物。近年来研究者们对巯基-Au(I)配位聚合物的研究主要集中在结构特点的探究和影响因素上，而对巯基-Au(I)配位聚合物在电化学方面的性质研究十分有限。

CoA作为一种含有巯基的生物小分子，在生物体的新陈代谢中起到重要的作用，它是生物体中一种重要的辅酶，同时也是一些生物酶如乙酰转移酶、柠檬酸合成酶的重要反应产物。CoA作为一种重要的生物小分子，其结构早在1950年就由Lister Institute协同Harvard Medical和Massachusetts General Hospital的一些工作者研究得到。CoA结构主要由三部分构成，3’-磷酸腺嘌呤结构以及类半胱氨酸结构，中间由泛酸基团连接。我们发现CoA的结构中两端的重要功能基团：一个是腺嘌呤结构，另一个是巯基基团。这种特殊的结构使得CoA有可能成为生物化学相关研究领域的重要物质，如果能够同时利用CoA两端的两个功能基团进行生物化学检测，势必会增加其检测的特异性以及选择性，然而目前对于CoA用于生化检测的研究大多只利用了CoA一端的巯基基团，而对CoA结构中的腺嘌呤结构的研究几乎没有，这大大浪费了CoA结构上的优势。因此，可采用其作为配体，利用CoA相比于其它巯基小分子物质的独特的结构和优势，与币族金属离子形成类核酸配位聚合物，进一步用于新型电化学生物传感器的开发。