[发明专利]一种可逆的Ca2+

说明书

本发明公开了一种可逆的Ca²⁺识别配体METH及其制备方法，和在构建可逆钙离子选择性电极METH‑E并在检测Ca²⁺中的应用。所述方法包括：先合成一种新型的可逆的Ca²⁺识别配体，然后通过单分子层自组装将该钙配体与沉积有氧化石墨烯的镀金碳纤维电极表面相连接，制备为钙离子选择性电极。本发明所述的新型可逆Ca²⁺识别配体METH具有高选择性以及高可逆性的特点，而且其带有的炔基连接基团具有可以连接在金表面的特点。利用其制备的新型Ca²⁺选择性电极METH‑E可实现对Ca²⁺浓度的长期可逆实时检测。

技术领域

本发明属于离子识别传感技术领域，涉及一种可逆的Ca²⁺识别配体METH及其制备方法和应用。

背景技术

钙在生物体的各项生理活动中起重要而多样的作用。它广泛参与维持细胞膜两侧的膜电位，维持神经传导功能和肌肉伸缩和舒张功能，以及促进一些激素的效果。此外，细胞内Ca²⁺作为第二信使参与调节神经元的胞内和胞外作用、树突生长、基因转录和记忆存储。细胞外Ca²⁺也被报道作为信使与细胞外钙敏感受体(CaSR)相互作用，调节信号传导，增殖和凋亡的癌细胞。而且，一些常见的脑疾病如脑出血、脑缺血、癫痫等常导致神经元去极化，使细胞外Ca²⁺在疾病出现和治疗阶段发生快速的变化。因此，实时跟踪监测Ca²⁺在神经元外的局部微环境中的变化，具有重要的生理和病理学意义。

目前已有很多方法被开发用于生物中Ca²⁺的检测，比如紫外-可见吸收光谱法、拉曼光谱法、荧光光谱法以及电化学方法等。其中有机荧光Ca²⁺探针已经被研发出多种类别和型号并被广泛应用于生物组织切片和神经元的Ca²⁺成像。然而这些方法中绝大多数对于Ca²⁺的识别和监测过程是不可逆的，无法用于实时跟踪活体中Ca²⁺的动态变化。因此同时具有高选择性和高可逆性的Ca²⁺识别配体的研发将为长期追踪生物体中Ca²⁺的实时动态变化提供新的研究工具。

此外，配体的修饰方法也是构建探针和生物传感器中的重要因素。分子自组装膜，特别是自组装单分子膜(SAMs)，是分子自组装研究最多的领域，并且得到了广泛的应用。其可通过含有自由运动的端基，例如硫醇，炔基等的有机分子(脂肪族或者芳香族)对电极表面改性，赋予了传感器表面新的功能。目前还未见报道将可逆离子选择性配体以自组装单分子膜的形式修饰于传感器表面以组成可逆Ca²⁺传感器的应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可逆的Ca²⁺识别配体METH及其制备方法和在构建可逆Ca²⁺选择性微电极中的应用。本发明先合成一种可逆的Ca²⁺识别配体METH，然后将所述METH通过金属炔键修饰于包裹有氧化石墨烯的镀金碳纤维电极表面，构建得到可逆的Ca²⁺离子选择性电极METH-E，可实现对Ca²⁺的可逆动态追踪检测。