[发明专利]检测胰蛋白酶的生物传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种检测胰蛋白酶的生物传感器，其特征在于，包括磁性金电极、磁纳米颗粒、多肽链1和多肽链2，所述磁纳米颗粒的表面修饰有羧基，所述多肽链2的表面加载有银纳米颗粒，所述多肽链1和多肽链2的一个末端序列均为VIA，所述多肽链1中含有精氨酸残基；所述磁性金电极的检测端表面通过磁性吸附所述磁纳米颗粒，所述多肽链1通过末端的氨基与磁纳米颗粒表面修饰的羧基反应固定在磁纳米颗粒上，所述多肽链2通过末端序列VIA自组装在多肽链1上。

2.根据权利要求1所述的检测胰蛋白酶的生物传感器，其特征在于，所述多肽链1的序列为GGGAGRGVIA。

3.根据权利要求1或2所述的检测胰蛋白酶的生物传感器，其特征在于，所述多肽链2的序列为VIAGASLWWSEKL。

4.根据权利要求3所述的检测胰蛋白酶的生物传感器，其特征在于，所述磁纳米颗粒包括四氧化三铁磁纳米颗粒。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的检测胰蛋白酶的生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)在表面修饰有羧基的磁纳米颗粒溶液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，反应15～60min后，将反应液磁分离，去除上清液，加入用三氟乙醇溶解的多肽链1，反应1～5h后，将反应液磁分离，去除上清液，清洗后得到多肽链1-磁纳米复合材料；

(2)避光条件下，在AgNO₃溶液中加入多肽链2，磁力搅拌反应15～60min后，缓慢加入用冰水溶解的NaBH₄，再反应5～30min，得到加载有银纳米颗粒的多肽链2溶液；

(3)在磁性金电极的检测端滴加步骤(1)所得的多肽链1-磁纳米复合材料，待表面干燥后，浸入到步骤(2)所得的加载有银纳米颗粒的多肽链2溶液中进行自组装反应，得到检测胰蛋白酶的生物传感器。

6.根据权利要求5所述的检测胰蛋白酶的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述表面修饰有羧基的磁纳米颗粒溶液由以下方法制得：

在70～90℃水浴及搅拌条件下，在除氧后的NaOH溶液中逐滴加入含FeSO₄、FeCl₃和HCl的混合溶液，持续除氧和搅拌15～60min后，迅速加入柠檬酸三钠溶液，并将水浴温度再升温5～20℃，持续除氧和搅拌30～90min后，将混合液磁分离，所得沉淀物清洗后用超纯水溶解，得到表面修饰有羧基的磁纳米颗粒溶液。

7.根据权利要求5所述的检测胰蛋白酶的生物传感器的制备方法，其特征在于，在检测溶解有无目标物胰蛋白酶的缓冲溶液的条件下，磁纳米颗粒浓度为2mg/ml，多肽链1-磁纳米复合材料的浓度为2μm。

8.根据权利要求5所述的检测胰蛋白酶的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述自组装反应在金属浴条件下进行，金属浴温度为30～40℃，自组装时间为1～5h。

9.一种如权利要求1～4任一项所述的检测胰蛋白酶的生物传感器或权利要求5～8任一项所述的制备方法所制备的检测胰蛋白酶的生物传感器在检测血清中胰蛋白酶中的应用，具体操作方法包括以下步骤：以所述的检测胰蛋白酶的生物传感器作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，将工作电极的检测端置于稀释的含有胰蛋白酶的血清溶液中，反应30～90min后，通过电化学工作站检测出血清溶液中进行电化学反应时的电流大小，然后根据胰蛋白酶浓度对数值与还原电流变化的线性回归方程，即可定性或定量地测定血清溶液中的胰蛋白酶；

所述胰蛋白酶浓度与还原电流变化的线性回归方程为：

P＝5.469-0.712lgC (1)

式(1)中，P为胰蛋白酶检测时的电流变化值，单位为nA；lgC为血清溶液中胰蛋白酶的浓度值，单位为μM；相关系数为R²＝0.996。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，胰蛋白酶检测线性范围为1ng/mL～100mg/mL，检测下线为0.032ng/mL。