[发明专利]多通道阵列传感器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种多通道阵列传感器，该传感器包括纳米金‑聚乙烯亚胺(AuNPs‑PEI)共聚物和修饰了三种不同发射波长荧光团的蛋白质。本发明还公开了所述传感器的制备方法，将氯金酸和聚乙烯亚胺加入缓冲液中搅拌，过滤透析得到猝灭效应优良的纳米金‑聚乙烯亚胺共聚物载体；其可通过静电作用吸附三种修饰不同荧光团的蛋白质，形成多通道传感器。本发明还公开了所述传感器的应用，基于肾毒性药物作用机制不同及其肾损伤发展进程中尿蛋白粒径电荷差异，可诱导传感器中荧光信号分子游离形成特定荧光指纹，借助多元统计方法，快速识别肾毒性药物作用机制及肾损伤进程，该传感器灵敏度高、特异性强。

技术领域

本发明属于生物传感技术，具体涉及一种多通道阵列传感器及其制备方法与应用。

背景技术

药源性肾损伤是指药物引起的肾脏结构或功能异常，主要表现为急性肾小管坏死，急性间质性肾炎和渗透性肾病。许多药物经肾脏代谢或排泄，容易蓄积在肾脏进而损伤肾小球，肾小管或肾基底膜。此外，部分药物能够引起短时间内双侧肾脏滤过功能急剧下降，使体内毒物蓄积，严重可能导致急性肾功能衰竭。研究表明，肾毒性药物导致19％-25％的重症患者中出现急性肾功能衰竭，很有可能导致慢性肾病或终末期肾病。不同肾毒性药物导致的肾损伤作用机制复杂，如氨基糖苷类药物可以通过损伤线粒体和溶酶体功能，干扰肾小管运输，造成肾小管细胞毒性反应，进而导致肾小管上皮细胞坏死；磺胺类抗生素本身或代谢产物易在肾内组织中形成结晶，沉积于远端肾小管管腔内，阻塞尿流，激发间质反应，引起阻塞性肾病；非甾体抗炎药通过抑制环氧化酶催化的前列腺素的生成，降低花生四烯酸中血管舒张性前列腺素的合成，改变肾脏血管收缩剂和血管扩张剂之间的活性平衡，从而影响血流动力学改变致肾脏缺血性损伤。因此，不同药物可通过不同作用途径导致肾功能的损伤，为临床肾损伤的诊断带来了巨大挑战，严重影响临床前安全评估和临床治疗，进一步阻碍了不同药物诱导肾毒性的精准治疗。

目前临床诊断肾损伤的方法仍然是以血肌酐和尿素氮为“金指标”的肾滤过功能的评价。然而血肌酐和尿素氮在评价肾损伤的滞后性，特异性不强和准确性较低等缺点严重限制了肾损伤诊断方法的进展。蛋白尿是肾脏疾病的一大典型症状。蛋白尿是指由于肾小球滤过功能和肾小管重吸收功能异常，造成尿液中蛋白含量增加的一种肾功能受损的综合体现，但临床测定尿蛋白总量的多少并不能体现肾脏疾病的发展进程。探究肾脏的滤过功能，发现肾小球的滤过屏障不仅充当着尿液蛋白分子筛作用，也更加偏好于带正电荷蛋白的通过，因此尿蛋白的粒径和所带电荷差异为肾损伤的发展进程的识别带来的新的突破点。

传统的方法由于仪器昂贵，操作繁琐，耗时，灵敏度低等弊端而受到限制，荧光指纹的方法不同于锁和钥匙的特异性识别，可用于识别分析物和受体之间的选择性结合。在这种识别模式中，分析物与受体的差异性信号响应取决于结合力的强弱，进而形成特征性的指纹图谱。因此，荧光指纹图谱仅通过几个传感器单元与大量分析物的共同作用，即可反映构成复杂混合物的总体变化，为探究药物诱导的肾损伤提供了一种新工具和新方法。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种具有灵敏度高、特异性强等特点的多通道阵列传感器，本发明还提供了所述传感器的制备方法和应用。

技术方案：本发明所述的一种多通道阵列传感器，包括纳米金-聚乙烯亚胺(AuNPs-PEI)共聚物和修饰了三种不同发射波长荧光团的蛋白质。

其中，所述修饰了三种不同发射波长荧光团的蛋白质是指牛血清白蛋白-FITC、花生凝集素-RhB和β-乳球蛋白-Cy5。

进一步的，所述牛血清白蛋白-FITC(BSA-FITC)、花生凝集素-RhB(PNA-RhB)和β-乳球蛋白-Cy5(β-Lac-Cy5)激发波长和发射波长分别依次为：495nm、520nm，550nm、575nm，654nm、667nm。

所述多通道阵列传感器的制备方法，包括如下步骤：