[发明专利]一种测定固液界面上动力学及热力学参数的方法

说明书

本发明公开了一种测定固液界面上动力学及热力学参数的方法，根据多种不同待测浓度配体溶液各自对应的频率‑时间曲线图和两种不同温度下另一待测浓度的配体溶液的频率‑时间曲线图，通过分析微悬臂梁传感器输出频率‑时间曲线并计算，得到固液界面上核酸适配体与其配体的动力学及热力学参数(结合/解离平衡常数K_A/K_D，吉布斯自由能△G°，表面覆盖度θ，结合/解离速率常数k_a/k_d，反应活化能E_a)。本方法克服了传统方法仪器昂贵，操作繁琐，参数测定单一等缺点，具有灵敏度高，成本低，操作简单快捷，无需标记与校正，可有效避免系统误差，一次性测定相关参数等优势，适用于多种核酸适配体与其配体的动力学与热力学参数的测定。

技术领域

本发明涉及分子动力学/热力学技术领域，具体涉及一种测定固液界面上生化反应的动力学及热力学参数的方法。

背景技术

核酸适配体(Nucleic Acid Aptamer)是人工合成的RNA或DNA受体分子，多种靶标物质(小分子，蛋白质甚至细胞)都可以成为其配体。由于核酸适配体化学性质稳定，容易合成，并且可根据需求修饰，对其配体具有高度特异性和亲和力，核酸适配体在生物传感器的开发与应用中已经成为一种常用的分子识别元件。

使用生物传感器检测溶液中待测物时，无论反应发生、能量传递、信号转换，其发生场所都是固液界面。因此定量研究固液界面上生化反应的动力学/热力学能够研究生物传感机理，完善传感器性能，评估界面设计与材料优化，指导生物传感器的设计与制造。虽然已有大量的工作研究了溶液中核酸适配体与其配体的动力学及热力学行为，但是由于固液界面上的扩散层以及捕获探针的位阻效应会产生能量壁垒，从溶液中得到的参数不能够描述界面上生化反应的动力学及热力学行为；而已有的固液界面上动力学与热力学研究方法往往受到信号标记、变温范围等因素的限制，因此生物界面传感的发展，尤其是基于核酸适配体与配体反应的生物传感体系，迫切需要提供一种快速测定固液界面上核酸配适体与配体的动力学及热力学参数的方法，用以系统地研究固液界面上动力学与热力学机制与理化过程。

有鉴于此，有必要提供一种测定固液界面上动力学及热力学参数的方法，以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于传统测定界面上动力学与热力学参数方法的局限性，本发明的目的在于提供一种更为直接、便捷、全面的方法，能够根据频率时间曲线直接快速地得到所需的动力学及热力学参数，利用微悬臂梁传感器作为检测平台，实时追踪固液界面上反应发生的情况，一次性提取出多个动力学/热力学参数，无需待测物修饰或标记，也无需质量灵敏度标定，提高测定效率，有效避免测定误差，降低测定成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种测定固液界面上动力学及热力学参数的方法，包括以下步骤：

S100.提供多种不同待测浓度配体溶液各自对应的频率-时间曲线图和两种不同温度下另一待测浓度的配体溶液的频率-时间曲线图，所述多种不同待测浓度的配体溶液至少包括三种不同待测浓度的配体溶液；

S200.根据所述多种不同待测浓度配体溶液各自对应的频率-时间曲线图，计算得到固液界面上动力学及热力学参数，所述参数至少包括结合平衡常数K_A、解离平衡常数K_D、吉布斯自由能△G°、表面覆盖度θ、结合速率常数k_a和解离速率常数k_d；

S300.根据所述两种不同温度下另一待测浓度的配体溶液的频率-时间曲线图，计算得到反应活化能E_a。