一种电化学dna生物传感器及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种电化学DNA生物传感器，以金电极作为基体电极，地高辛抗原标记的寡核苷酸链与二茂铁标记的寡核苷酸链结合，并由二茂铁标记的寡核苷酸链修饰在金电极表面。还提供了该传感器的制备方法与应用。该电化学DNA生物传感器结构简单、制备工艺简单，特异性好、灵敏度高，可用于地高辛抗体的检测。
【专利说明】—种电化学DNA生物传感器及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于药物检测领域，特别涉及一种用于检测地高辛抗体浓度的电化学DNA生物传感器。
【背景技术】
[0002]地高辛(Digoxin)是一种从洋地黄提取出的beta抑制剂性的药物,被广泛用于治疗高血压、瓣膜性心脏病、先天性心脏病等急性和慢性心功能不全的一种药物。由于地高辛的治疗指数狭窄，用药过量与用药不足时的症状相似，加之其个体差异大，故中毒的发生率高，是临床上剂量最难掌握药物之一。
[0003]目前解除地高辛毒性的最有效的方法是应用地高辛抗体。此外，采用抗地高辛抗体的免疫分析法监测血清、血浆地高辛浓度已成为当今治疗性药物监测的典范。测定血清地高辛浓度，还可提供其不同个体间生物利用度及药效学差异方面的信息，目前被广泛用于判断地高辛中毒及指导临床用药，对于保证其治疗的有效性及安全性具有重要意义。
[0004]现在抗体检测的方法众多，除传统的沉淀反应、凝集试验、补体结合试验外，标记免疫测定(如酶联免疫测定、放射免疫测定、荧光免疫测定、发光免疫测定等)已成为主要的免疫测定技术，然而这些方法灵敏度低、实验成本高。
[0005]DNA传感器是一种以DNA为敏感元件，通过换能器将DNA与DNA、DNA与RNA、DNA与其它有机无机离子之间的作用的生物学信号转变为可检测的光、电、声波等物理信号。近年来，DNA传感器在基因诊断、环境监控、药物研究等领域的应用研究受到广泛重视，然而NA传感器还没有被应用到地高辛抗体的检测。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的第一目的是提供一种电化学DNA生物传感器及其制备方法。
[0007]本发明的第二目的是利用提供上述电化学DNA生物传感器在地高辛抗体检测中的应用。
[0008]技术方案:本发明提供的一种电化学DNA生物传感器，以金电极作为基体电极，地高辛抗原标记的寡核苷酸链与二茂铁标记的寡核苷酸链结合，并由二茂铁标记的寡核苷酸链修饰在金电极表面。
[0009]本发明还提供了上述电化学DNA生物传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0010](I)修饰的金电极的制备:将金电极浸泡在二茂铁标记的寡核苷酸链溶液中使反应，即得修饰的金电极；
[0011](2) DNA生物传感器的制备:修饰的金电极浸入地高辛抗原标记的寡核苷酸链、硝酸银的混合溶液中，避光反应，即得。
[0012]其中，步骤(I)中，反应温度为室温，反应时间为12h，二茂铁标记的寡核苷酸链溶液的摩尔浓度为lumol/L。
[0013]其中，步骤(2)中，反应温度为室温，反应时间为2h ;混合溶液中寡核苷酸链的摩尔浓度为lumol/L，硝酸银的摩尔浓度为10umol/L。
[0014]本发明还提供了上述电化学DNA生物传感器在地高辛抗体检测中的应用。
[0015]所述应用，具体为:将权利要求1所述的电化学DNA生物传感器浸入待测溶液中反应，在高氯酸钾溶液中，检测电化学信号，通过电化学信号的变化测定地高辛抗体浓度。
[0016]其中，反应温度为室温,反应时间为45min,高氯酸钾溶液浓度为0.lmol/L。
[0017]有益效果:本发明提供的电化学DNA生物传感器结构简单、制备工艺简单，特异性好、灵敏度高，可用于地高辛抗体的检测。
[0018]该电化学DNA生物传感器利用抗体与抗原的结合使DNA的结构发生变化，导致电化学信号的变化来直观的进行检测，检测方法简单快捷、稳定性好。
[0019]该电极的工作原理为:
[0020](I)修饰的金电极的电化学信号:二茂铁标记的寡核苷酸链上的巯基能够与金电极形成金-硫化学键，使得该条寡核苷酸链能够固定到电极表面，此时的寡核苷酸链是发卡式结构，其一端标记的二茂铁离电极表面很近，因此电化学信号很强。
[0021](2)本发明DNA生物传感器的电化学信号:银离子与胞嘧啶、鸟嘌呤之间的化学作用，使得固定在电极表面的二茂铁标记的寡核苷酸链的发卡式结构打开，与地高辛抗原标记的寡核苷酸链形成稳定的DNA三链结构，同时使二茂铁离电极的距离变远，因此电化学信号较弱。
[0022](3)地高辛抗体的检测:待测溶液中若存在地高辛抗体，其与地高辛抗原标记的寡核苷酸链上的地高辛抗原特异性结合，使得地高辛抗原标记的寡核苷酸链脱离金电极表面，固定在金电极表面的二茂铁标记的寡核苷酸链恢复发卡式结构，使二茂铁离电极的距离变小，测得的电化学信号较强；通过电化学信号的变化间接的检测抗体。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明电化学DNA生物传感器的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0024]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0025]实施例1
[0026]电化学DNA生物传感器的制备。
[0027]I试剂和仪器
[0028]试剂:地高辛抗体、地高辛抗原标记的寡核苷酸链(Capture DNA)、二茂铁标记的寡核苷酸链(Fc-ριχΛθ DNA)、硝酸银、醋酸镁、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、氯化钠；
[0029]仪器:金电极、钼电极、饱和氯化钾电极、CHI电化学工作站。
[0030]2 方法
[0031](I)金电极的预处理
[0032]将金电极在湿润的加有氧化铝粉末(粒径为0.05微米)的麂皮上打磨2分钟，用乙醇和二次水依次冲洗，超声5分钟后，用氮气吹干；打磨的过程中会将残留在电极表面的物质去除并使电极表面光滑，便于对金电极修饰。
[0033](2)修饰的金电极的制备
[0034]将处理好的金电极在摩尔浓度为lumol/L的二茂铁标记的寡核苷酸链(Fc-probeDNA)的水溶液中室温浸泡12小时，二次水冲洗、氮气吹干，即得。
[0035](3)电化学DNA生物传感器的制备修饰的金电极
[0036]将修饰的金电极浸入含硝酸银和地高辛抗原标记的寡核苷酸链(Capture DNA)的混合溶液中避光室温反应2小时，其中，混合溶液中寡核苷酸链的摩尔浓度为lumol/L，硝酸银的摩尔浓度为10umol/L ;二次水冲洗、氮气吹干，即得。
[0037]实施例2电化学DNA生物传感器检测地高辛抗体浓度
[0038]将实施例1至3制得的电化学DNA生物传感器应用于地高辛抗体检测，设定三组平行实验。
[0039]实施例1 组:配置浓度分别为 10ng、lng、500pg、100pg、50pg、10pg、5pg 和 Ipg 的地高辛抗体溶液，将电化学DNA生物传感器置于分别置于不同浓度的地高辛抗体溶液中室温反应45min，二次水冲洗，在0.lmol/L高氯酸钾溶液中检测电化学信号，得标准曲线，方程式 y=5.334x+66.069。
[0040]在空白样中依次加入lng、250pg、10pg待测物，将实施例1至3制得的电化学DNA生物传感器测定一组待测样品，结果见表1。
[0041]现有方法步骤为:
[0042]表1测定一组待测样品中地高辛抗体浓度结果
【权利要求】
1.一种电化学DNA生物传感器，其特征在于:以金电极作为基体电极，地高辛抗原标记的寡核苷酸链与二茂铁标记的寡核苷酸链结合，并由二茂铁标记的寡核苷酸链修饰在金电极表面。
2.—种权利要求1所述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)修饰的金电极的制备:将金电极浸泡在二茂铁标记的寡核苷酸链溶液中使反应，即得修饰的金电极； (2)DNA生物传感器的制备:修饰的金电极浸入地高辛抗原标记的寡核苷酸链、硝酸银的混合溶液中，避光反应，即得。
3.根据权利要求2所述的一种权利要求1上述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，反应温度为室温，反应时间为12h，二茂铁标记的寡核苷酸链溶液的摩尔浓度为I μ mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种权利要求1上述的电化学DNA生物传感器的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，反应温度为室温，反应时间为2h ;混合溶液中寡核苷酸链的摩尔浓度为lymol/L，硝酸银的摩尔浓度为10 μ mol/L。
5.权利要求1所述的电化学DNA生物传感器在地高辛抗体检测中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于:具体为:将权利要求1所述的电化学DNA生物传感器浸入待测溶液中反应后，在高氯酸钾溶液中，检测电化学信号，通过电化学信号的变化测定地高辛抗体浓度。
【文档编号】G01N27/327GK103792274SQ201410035109
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】卫伟, 倪蔷薇, 刘松琴 申请人:东南大学