[发明专利]一种倏逝波核酸适配体传感器及应用其进行小分子检测的方法

说明书

本发明涉及一种倏逝波核酸适配体传感器及应用其进行小分子检测的方法,属于分析化学技术领域。本发明将具有高效靶标萃取能力的萃取剂和靶标特异的核酸适配体共同组装在光纤传感界面上，实现靶标富集、纯化和特异性检测的同步进行，检测的灵敏度和特异性都极高。基于小分子靶标和与核酸适配体互补短链DNA与偶联在光纤表面的核酸适配体竞争性结合，实现对小分子靶标的定量检测。本发明方法检出限比传统EWA检测方法低很多倍,具有优越的特异性。检测非常迅速，可以快速实现传感器的再生。本发明的传感器和检测方法具有实际应用价值和普适性，利用其它萃取试剂，可以推广应用于金属离子、蛋白质等其它类型靶标的检测。

技术领域

本发明涉及一种倏逝波核酸适配体传感器及应用其进行小分子检测的方法，特别涉及一种具有靶标自富集和纯化能力的倏逝波核酸适配体传感器(SEP-AS/EWA)，并利用该传感器实现对多种不同水溶性小分子靶标高灵敏和高特异性的检测，属于分析化学技术领域。

背景技术

有机小分子是环境和食品污染物中的一大类，具有种类及其多样、水溶性差异大、特异性抗体少等特点，因而在分析测试中主要采用基于大型仪器的方法，比如气相色谱法、高效液相色谱法(HPLC)、气相质谱联用法、液相质谱联用法等。这些方法设备昂贵，对工作环境和设备维护要求高，不适合现场检测。近些年来，为了满足现场检测的需要，各种生物传感器发展迅速。特别是基于核酸适配体的生物传感器由于其具有价格低和重现性好等优点，备受关注。

核酸适配体是通过SELEX技术(Systematic Evolution of Ligands byExponential Enrichment,即系统指数富集的适配体系统进化技术)获得的单链或双链的DNA或RNA(Nature,1990,346,818-822；Nature,1992,355,564-566)。核酸适配体能够特异性识别包括蛋白质、小分子、细胞和组织在内的多种多样的靶分子，其化学稳定性高，易于合成和修饰，成本低，在生物传感领域具有广泛的应用前景。由于小分子的高特异性抗体不易获得，用于小分子检测的核酸适配体生物传感器尤其具有吸引力。但是小分子的核酸适配体的亲和力普遍比抗体的低很多，通常需要进行基于酶或者纳米材料的信号放大来提高检测的灵敏度，但检测的灵敏度常常还是不能达到实际需要的水平。

萃取技术是基于仪器的分析方法中常用的样品制备方法，用来去除基质和富集靶标，从而实现对靶标的定量或者定性检测。固相微萃取技术(SPME)是近些年来快速发展的一类新型的萃取技术。其利用固定在固相上的各种富集材料来富集和纯化各种类型的靶标(Trac-Trends in Analytical Chemistry 2018,108,154-166.Trac-Trends inAnalytical Chemistry 2019.110,66-80.)。

以三种代表性环境小分子污染物为例来展示，分别是属于高憎水性小分子邻苯二甲酸酯类物质(Phthalate Esters或Phthalic Acid Esters,PAEs)中最常见的邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、憎水性小分子抗生素磺胺地索辛(SDM)、亲水性抗生素卡那霉素(Kana)。近些年来针对上述三种靶标报道了不少核酸适配体传感器，包括电化学和光学传感器，但是均存在灵敏度不高或者特异性有限的问题，尚未能用于实际应用。

发明内容

在本发明中，我们首次将SPME与核酸适配体传感器相结合，以倏逝波传感器为例，实现对小分子靶标的超灵敏和高特异性检测。

本发明中以三种代表性环境小分子污染物为例来展示本发明方法的普适性，分别是属于高憎水性小分子邻苯二甲酸酯类物质(Phthalate Esters或Phthalic AcidEsters,PAEs)中最常见的邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、憎水性小分子抗生素磺胺地索辛(SDM)、亲水性抗生素卡那霉素(Kana)。