[发明专利]一种基于金硒键的生物传感器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于金硒键的生物传感器及制备方法。利用Au‑Se键替代金纳米材料表面的Au‑S键，重构了传统的Au‑S键纳米平台(Au‑S NPF)。这种新型的Au‑Se键纳米平台(Au‑Se NPF)被认为具有更好的性能来有效避免细胞内高浓度硫醇引起的检测信号的失真，并且实现细胞内的高保真成像。

技术领域

本发明涉及生物传感技术领域，具体涉及一种基于金硒键的生物传感器及制备方法。

背景技术

金纳米材料既具有金属金原有的化学性质，又表现出独特的物理性质，例如与大小和形貌相关的光电性质、较高的比表面积、很好的生物相容性和化学稳定性等等。因此，并被广泛应用于传感、药物运输、生物成像和治疗等领域。Au-S共价键是生物分子与金纳米粒子结合的常用方法，巯基功能化的金纳米材料被广泛地应用于荧光、光声、拉曼、电化学生物传感领域。然而，在生理环境下，通过Au-S键负载在金纳米材料表面的识别基团容易被细胞内高浓度的生物硫醇置换下来，引起检测的假阳性结果。如何从根本上解决Au-S键在细胞内不稳定的问题，避免生物硫醇引起的检测结果的失真，对于以纳米金为基础的纳米材料在生物领域的应用，具有重大的意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种金硒键在生物传感器中的应用，有效避免细胞内高浓度硫醇引起的检测信号的失真，并且实现细胞内的高保真成像。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种金硒键在生物传感器中的应用，生物传感器中巯基(-SH)与金纳米颗粒形成的金硫键替换为硒醇基团(-SeH)与金纳米颗粒形成的金硒键。

传统技术中通常采用Au-S共价键(金硫键或Au-S键)将生物分子与金纳米颗粒进行结合制备生物传感器，在本发明的发明人的研究过程中发现，采用这种方式获得的生物传感器在检测的过程中会导致检测结果的失真。在进一步研究检测结果失真的原因后发现，生物细胞内存在生物硫醇的浓度较高，而Au-S键的本质是一种共价键，稳定性较差，使得生物分子容易被细胞内的生物硫醇置换，从而导致了检测结果的失真。所以本发明的发明人以稳定性更高的金硒键(Au-Se键)代替Au-S键，发现以Au-Se键将金纳米颗粒与生物分子结合形成的生物传感器具有更好的传感性能，且能够有效避免细胞内高浓度硫醇引起的检测信号的失真，并且实现细胞内的高保真成像。

本发明的目的之二是提供一种生物传感器，包括带有识别基团的生物分子和金纳米颗粒，所述带有识别基团的生物分子含有硒醇基团，所述硒醇基团与金纳米颗粒形成金硒键，使带有识别基团的生物分子和金纳米颗粒结合，每个金纳米颗粒与至少一个带有识别基团的生物分子结合。

本发明的目的之三是提供一种上述生物传感器在荧光传感、拉曼传感、光声传感及电化学传感领域中的应用。

本发明的目的之四是提供一种基于金硒键的生物传感器，包括荧光素、肽链和金纳米颗粒，所述荧光素修饰在肽链的N端，所述肽链的C端氨基酸含有裸露的硒醇基团，所述金纳米颗粒通过硒醇基团形成金硒键与肽链结合，每个金纳米颗粒与至少一个肽链结合。

本发明的目的之五是提供一种上述基于金硒键的生物传感器的制备方法，将N端修饰有荧光素的肽链加入至金纳米颗粒的分散液中，避光搅拌36～72小时反应后即可获得基于金硒键的生物传感器；其中，肽链C端氨基酸含有裸露的硒醇基团。

本发明的目的之六是提供一种上述基于金硒键的生物传感器在检测基质金属蛋白酶

(MMP)中的应用。

检测基质金属蛋白酶的应用是非疾病的诊断与治疗为目的。

本发明的有益效果为：

1.本发明利用Au-Se键重构传统的Au-S NPF，提出了一种新型的Au-Se NPF。与Au-SNPF相比，Au-Se NPF表现出更好的热力学稳定性和抗干扰能力。