[发明专利]一种硫化铜锚定的卟啉基多孔有机聚合物及双信号电化学生物传感器

说明书

本发明具体涉及一种硫化铜锚定的卟啉基多孔有机聚合物及双信号电化学生物传感器。粘蛋白1(MUC1)是本领域熟知的肿瘤标志物，然而生物样本中MUCI的含量较低，因此，建立一种高灵敏度的检测方法具有重要意义。本发明提供了一种MUC1的高灵敏生物检测方法，通过将Cu₇S₄和AuNPs锚定在基于卟啉基多孔有机聚合物上，通过Cu₇S₄和AuNPs锚定的卟啉基多孔有机聚合物和催化发夹组装(CHA)，构建了超灵敏检测粘蛋白1的双信号电化学生物分析。上述生物传感器对MUC1的检测具有较高的灵敏度和选择性，在血清样品中能够保持良好的性能，在生物医学领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种硫化铜(Cu₇S₄)锚定的卟啉基多孔有机聚合物、所述有机聚合物作为电化学检测探针的应用，还包括应用所述Cu₇S₄锚定的卟啉基多孔有机聚合物的双信号电化学生物传感器。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

测定疾病相关的生物标志物对于疾病的早期诊断、治疗效果的评估和疾病状态的控制至关重要。粘蛋白1(MUC1)是人们熟知的肿瘤生物标志物之一，在90％的乳腺癌和各种恶性肿瘤中均有异常表达。

通常，在生物样本中只存在微量MUC1，因此，建立可靠的、超灵敏的分析方法是非常重要的。截止到目前，有一系列的方法可用于MUC1检测，如荧光法、电化学发光、表面增强拉曼散射等等，虽然一定的价值，但通常需要昂贵的仪器。电化学分析具有较高的灵敏度、设备简单、反应迅速等优点，引起了人们的广泛关注。例如，Lin等提出了一种基于外切核酸酶I辅助靶标回收扩增策略，通过DPV对粘蛋白1进行测定。Wen等人开发了一种敏感的外核酸酶辅助扩增电化学适配体传感器，通过方波伏安法(SWV)检测MUC1。发明人认为，上述技术方案属于单信号检测模式，为了提供更多的信息、提高检测结果的准确性和精密度，有必要开发双信号电化学检测方法。

辣根过氧化物酶(HRP)具有高活性和底物特异性，通常作为生物催化剂放大指示信号被广泛应用于生物传感器中，但是其也有不可忽视的缺点，如不稳定、价格昂贵、难以回收等，这些严重限制了它的实际应用。为了克服这些缺点，技术人员设计了许多具有良好催化活性的类过氧化物酶。其中，金属卟啉作为过氧化物酶的催化活性中心，因其具有较高的催化活性和对人体较低的副作用而受到广泛关注。但是，金属卟啉在溶液中容易二聚和自降解，因此，将金属卟啉固定在支架中以提高其稳定性和保护活性中心是目前研究的热点之一。事实证明，这些策略有效地提高了卟啉材料的催化活性，但也引入了一些新的缺陷，如活性位点的稀释。另外，采用金属卟啉为单元来构建高度稳定的多孔有机框架也是一种很有前途的方法。在卟啉类多孔有机聚合物(PPOPs)中，金属卟啉作为活性位点被单独固定，并通过多孔骨架来稳定。这种独特的结构不仅提供了高密度的活性基团和超高的稳定性，避免了金属卟啉在水溶液中的失活，还具有永久性的纳米通道，有利于底物向活性中心的接近和转化。此外，比表面积较大的PPOPs可以为负载其他功能材料提供了丰富的位点，进而由于它们的协同作用，可以极大地放大其催化活性。由于这些优点，PPOPs在光催化、电催化、传感和仿生催化等方面表现出巨大的潜力。

纳米级硫化铜由于具有以下优点，其用于生物传感器的设计受到越来越多的关注：(1)硫化铜是较好的氧化还原物质，在不引入氧化还原介质的情况下也能表现出强烈的DPV信号。因此，不需要在电解质溶液中额外引入铁氰化钾、硫堇等氧化还原介质，从而避免了干扰和样品污染。(2)硫化铜自身具有良好的类过氧化物酶活性，可以催化H₂O₂的分解，并且通过CA检测表现出较高的灵敏度。(3)纳米级硫化铜可以很容易地固定在其他类过氧化物酶活性材料上，形成的复合材料进而协同增强的催化活性，极大的放大电化学信号。

发明内容