技术领域本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种8-OHdG传感器及其制备方法和应用。
背景技术：
活性氧，包含羟基自由基（·OH），超氧阴离子（O2?），过氧化氢（H2O2），产生于人体新陈代谢过程中。DNA作为一种非常重要的生物分子，常被ROS攻击引起氧化损伤，进而导致人体的衰老或患上癌症疾病。因此，研究DNA氧化损伤对人体健康具有十分重要的意义。然而，DNA损伤程度与相关疾病之间的关系目前仍是医学界探讨的重点。已经有报道表明8-羟化脱氧鸟苷（8-OHdG）是由活性氧中的·OH攻击DNA分子中的鸟嘌呤产生的，随后会排泄至尿液且稳定存在，它在尿液中的含量反映着机体内DNA氧化损伤程度，故8-OHdG常被看作是DNA氧化损伤的生物标志物。因此，发展一种灵敏的8-OHdG分析技术并构建DNA氧化损伤评价体系是十分必要的。电化学分析技术因其迅速，灵敏，可靠等特点在传感器中广泛应用。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种8-OHdG传感器。本发明依据DNA氧化损伤后会产生8-OHdG，制备一个灵敏度高的8-OHdG传感器，将8-OHdG的电化学响应和DNA的氧化损伤联系在一起，为评价生命体中DNA的氧化损伤和疾病的诊断奠定基础。本发明还提供其制备方法和应用。本发明的第一个目的是提供一种8-OHdG传感器的制备方法，步骤如下：（1）将多壁碳纳米管加入HNO3和H2SO4的混酸溶液中回流，抽滤洗涤至中性，得到纯化的多壁碳纳米管，配成分散液；（2）将玻碳电极处理后插入含有0.5-2mM铁氰化钾探针分子的0.05-0.2M氯化钾电解质溶液中，在三电极体系中，以处理后的玻碳电极为工作电极进行循环伏安扫描，对玻碳电极进行表征，将表征后的玻碳电极冲洗吹干；（3）在表征后的玻碳电极上滴涂步骤（1）得到的多壁碳纳米管分散液，晾干，得到多壁碳纳米管修饰的玻碳电极；（4）以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以步骤（3）得到的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH值在4-9的磷酸盐缓冲溶液中，得到8-OHdG传感器。作为优选，步骤（1）中HNO3和H2SO4的体积比为1:3；在此比例下碳纳米管纯化更完全，得到的纯化碳纳米管分散性更好。作为优选，所述多壁碳纳米管和混酸溶液的比值为：(1：1-1：4)mg/ml，在此比例下碳纳米管更容易被纯化。当比值为1mg：2ml时，碳纳米管最容易被纯化。作为优选，所述回流的时间为5-10小时；在此回流时间下，混酸能更充分的纯化碳纳米管。当回流时间为8小时时，纯化碳纳米管的效果最佳。作为优选，所述分散液的浓度为0.3-2mg·mL-1。在此分散浓度下，得到的背景电流较小。当分散浓度为0.5mg·mL-1时，得到的背景电流最小。作为优选，步骤（2）中处理玻碳电极的方法为将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；作为优选，所述循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V，0.6V，扫速为50mV/s。在此电势范围内，观察到铁氰化钾的一对氧化还原峰最佳，此峰电流的高低可作为判断电极导电性的依据。作为优选，步骤（3）中在表征后的玻碳电极上滴涂6μl步骤（1）得到的多壁碳纳米管分散液。本发明的第二个目的是提供应用上述方法制备得到的8-OHdG传感器。本发明的第三个目的是提供上述8-OHdG传感器在检测8-OHdG浓度中的应用；作为优选，所述8-OHdG浓度的浓度为5.63×10-8-1.64×10-5M。本发明的第四个目的是提供上述8-OHdG传感器在检测DNA氧化损伤程度中的应用。本发明的第五个目的是提供一种检测8-OHdG浓度的方法，以权利要求1-4中任一所述的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极为工作电极组成三电极体系，将其浸入含有8-OHdG的0.2MpH值在4-9的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描，检测8-OHdG的氧化峰电流，氧化峰电流越大，8-OHdG浓度越高；作为优选，所述循环伏安扫描时，电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s；具体地，将检测到的氧化峰电流代入线性方程Ipa(μA)=-0.8321-3.3092C(μM)(R2=0.9973)或Ipa(μA)=-7.6915-2.1012C(μM)中，计算得到8-OHdG的浓度。本发明的第六个目的是提供一种检测DNA氧化损伤程度的方法，以权利要求1-4中任一所述的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极为工作电极组成三电极体系，将其浸入含有待检DNA的0.2MpH值在4-9的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描，检测8-OHdG的氧化峰电流，氧化峰电流越大，DNA氧化损伤程度越大；作为优选，所述循环伏安扫描时，电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s。本发明的优点和有益效果如下：1、本发明将纯化的多壁碳纳米管修饰于玻碳电极表面，构建了8-OHdG传感器，该传感器不需要复杂的纳米材料功能化修饰，制备过程简单、方便，导电性好。2、本发明制备的8-OHdG传感器具有响应快、重现性及稳定性好等优点，并对8-OHdG的检测有高的灵敏度。表1为本发明的8-OHdG传感器与现有的8-OHdG传感器对8-OHdG检测性能的比较从表1可以看出，本发明与现有的8-OHdG传感器相比，无论是线性范围还是检测限都有较好的检测效果。3、本发明首先制备了一个基于多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰电极的8-OHdG传感器，该传感器对8-OHdG有良好的电化学响应和超低的检测限。其次用芬顿试剂（Fe2+/H2O2）产生的·OH攻击DNA分子，并以其损伤产物8-OHdG的电化学氧化信号来评估DNA的损伤程度。本发明首次将8-OHdG的电化学响应与DNA氧化损伤联系起来。用本发明的修饰电极可以检测出DNA氧化损伤中产生的8-OHdG，而且在一定的损伤范围内，8-OHdG的氧化峰电流随DNA损伤浓度的增大而升高（见图4）。因此，通过8-OHdG的电化学信号强弱，不仅可以作为指示来评价不同损伤程度的DNA，而且有利于与DNA氧化损伤有关疾病的医学诊断。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为含有8μM的8-OHdG的0.2MPBS（pH=7.0）在a:裸电极；b:MWCNTs/GCE上的循环伏安曲线；图2为MWCNTs/GCE对不同浓度的8-OHdG中的循环伏安曲线图（图2A）及8-OHdG的氧化峰电流与其浓度的线性关系图(图2B)；图3为MWCNTs/GCE在不同溶液中的循环伏安曲线；图4为8-OHdG的氧化峰电流与对应的不同损伤浓度DNA的关系图。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。仪器和药品：CHI660C电化学工作站（上海辰华仪器公司）用于进行循环伏安的实验。石英管加热式自动双重纯水蒸馏器（1810B，上海亚太技术玻璃公司）用于蒸二次蒸馏水。电子天平（北京赛多利斯仪器有限公司），用于称量药品。超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。三氧化二铝打磨粉（0.30cm，0.05cm，上海辰华仪器试剂公司）用于处理玻碳电极。Ag/AgCl参比电极，铂对电极，8-OHdG（中国Sigma-Aldrich）,小牛胸腺DNA（上海源叶生物化学有限公司），鸟嘌呤（中国Aladdin）,玻碳电极（天津市高仕睿联科技有限公司），多壁碳纳米管（深圳纳米港有限公司）,磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钾、硝酸银、硝酸钾（西安化学试剂厂）。实验过程中使用的水均为二次蒸馏水，实验所用的试剂均为分析纯。基于多壁碳纳米管修饰电极的8-OHdG传感器的制备方法如下：a.将100mg原始的多壁碳纳米管加入到100-400mL体积比为1:3的混酸（HNO3/H2SO4），中持续搅拌回流5-10小时，其中，C（硝酸）=3.90M,C（硫酸）=13.79M，然后抽滤洗涤（用二次蒸馏水洗涤）至中性，得到的纯化的多壁碳纳米管在38℃下真空干燥，并配成0.3-2mg·mL-1的分散液，溶剂为二次蒸馏水，待用。b.玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入含有0.5-2mM铁氰化钾探针分子的0.05-0.2M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征，循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V，0.6V，扫速为50mV/s；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用。c.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂6μL步骤a得到的多壁碳纳米管分散液，置于室温晾干，制得多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(MWCNTs/GCE)。d、以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH=4.0-9.0的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到8-OHdG传感器。实施例1基于多壁碳纳米管修饰电极的8-OHdG传感器的制备a.将100mg原始的多壁碳纳米管加入到200mL体积比为1:3的混酸（HNO3/H2SO4），中持续搅拌回流8小时，其中，C（硝酸）=3.90M,C（硫酸）=13.79M，然后抽滤洗涤（用二次蒸馏水洗涤）至中性，得到的纯化的多壁碳纳米管在38℃下真空干燥，并配成0.5mg·mL-1的分散液，溶剂为二次蒸馏水，待用。b.玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入含有1mM铁氰化钾探针分子的0.1M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征，循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V,0.6V,扫速为50mV/s；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用。c.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂6μL步骤a得到的多壁碳纳米管分散液，置于室温晾干，制得多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(MWCNTs/GCE)。d、以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到8-OHdG传感器。实施例2DNA损伤溶液的制备方法首先，将800μL0.01molL-1FeCl2和800μL0.05mol·L-1L-抗坏血酸（L-AA）依次加入1mg·mL-1小牛胸腺DNA的标准溶液中，持续搅拌5分钟。然后，将800μL0.3mol·L-1H2O2加入混合溶液并在36℃下加热40分钟，得到DNA损伤溶液，保存备用。作为对照实验，在相同条件下制备了未受氧化损伤的DNA溶液以及芬顿试（Fe2+/H2O2）。实施例3电化学检测DNA氧化损伤程度的方法（1）在电化学工作站的技术选项中选择循环伏安技术，以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以直径为3mm的裸玻碳电极或实施例1制备的MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入含有8μM8-OHdG的0.2MpH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描，循环伏安技术的电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s。循环伏安扫描结果参见图1。图1为含有8μM的8-OHdG的0.2MPBS（pH=7.0）在a:裸电极；b:MWCNTs/GCE上的循环伏安曲线。由图1可得：相比裸的玻碳电极（a），8-OHdG在MWCNTs/GCE上的氧化峰电流明显的增大(b)，这主要是由于多壁碳纳米管本身具有大的比表面积和良好的导电性，可以提高电流响应，而且纯化后的多壁碳纳米管表面的-COOH带有负电荷，在pH7.0PBS中可以通过静电作用吸附更多带正电荷的8-OHdG分子。（2）、采用实施例1得到的修饰电极为工作电极、铂柱为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，组成三电极体系，并将其共同浸入含有不同浓度8-OHdG的0.2MpH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描，循环伏安技术的电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s。得到不同浓度8-OHdG的循环伏安曲线图（图2）。图2为MWCNTs/GCE对不同浓度的8-OHdG检测的循环伏安曲线图（图2A）及8-OHdG的氧化峰电流与其浓度的线性关系图(图2B)。由图2可以看出，MWCNTs/GCE对8-OHdG检测的线性范围为5.63×10-8-6.08×10-6M和6.08×10-6-1.64×10-5M,检测限为1.88×10-8M。线性方程为：Ipa(μA)=-0.8321-3.3092C(μM)(R2=0.9973)以及Ipa(μA)=-7.6915-2.1012C(μM)，本发明的传感器与其他8-OHdG传感器相比，检测范围宽，检测限低，检测过程简单，灵敏度高、快速简便。（3）、采用实施例1得到的修饰电极为工作电极、铂柱为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，组成三电极体系，并将其共同浸入以下不同溶液中分别进行循环伏安扫描：a、0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；b、含有芬顿试剂的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；c、含有未损伤的DNA的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；d、含有损伤的DNA的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；e、含有损伤的DNA+2.762μM8-OHdG的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液，循环伏安技术的电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s。循环伏安扫描结果参见图3。图3为MWCNTs/GCE在不同溶液中的循环伏安曲线。其中，a、0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；b、含有芬顿试剂的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；c、含有未损伤的DNA的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；d、含有损伤的DNA的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液；e、含有损伤的DNA+2.762μM8-OHdG的0.2MpH=5.0的PBS缓冲溶液。由图3可知，只有当DNA被芬顿试剂产生的·OH损伤后，才会有8-OHdG的氧化峰出现。（4）采用实施例1得到的修饰电极为工作电极、铂柱为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，组成三电极体系，将其共同浸入含有不同损伤程度DNA的0.2MpH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中，进行循环伏安扫描，循环伏安技术的电位窗设置为0.1V-0.7V，扫速：100mV/s。结果参见图4。图4为8-OHdG的氧化峰电流与对应的不同损伤浓度DNA的关系图。由图4可知，在一定的损伤范围内，随着DNA损伤浓度的增大，8-OHdG的氧化峰电流升高。因此，可以用8-OHdG的氧化电流作为指示来评价不同损伤程度的DNA。实施例4基于多壁碳纳米管修饰电极的8-OHdG传感器的制备a.将100mg原始的多壁碳纳米管加入到100mL体积比为1:3的混酸（HNO3/H2SO4），中持续搅拌回流10小时，其中，C（硝酸）=3.90M,C（硫酸）=13.79M，然后抽滤洗涤（用二次蒸馏水洗涤）至中性，得到的纯化的多壁碳纳米管在38℃下真空干燥，并配成0.3mg·mL-1的分散液，溶剂为二次蒸馏水，待用。b.玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入含有0.5mM铁氰化钾探针分子的0.05M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征，循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V,0.6V,扫速为50mV/s；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用。c.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂6μL步骤a得到的多壁碳纳米管分散液，置于室温晾干，制得多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(MWCNTs/GCE)。d、以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH=4.0的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到8-OHdG传感器。实施例5基于多壁碳纳米管修饰电极的8-OHdG传感器的制备a.将100mg原始的多壁碳纳米管加入到400mL体积比为1:3的混酸（HNO3/H2SO4），中持续搅拌回流5小时，其中，C（硝酸）=3.90M,C（硫酸）=13.79M，然后抽滤洗涤（用二次蒸馏水洗涤）至中性，得到的纯化的多壁碳纳米管在38℃下真空干燥，并配成2mg·mL-1的分散液，溶剂为二次蒸馏水，待用。b.玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入含有2mM铁氰化钾探针分子的0.2M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征，循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V,0.6V,扫速为50mV/s；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用。c.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂6μL步骤a得到的多壁碳纳米管分散液，置于室温晾干，制得多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(MWCNTs/GCE)。d、以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH=9.0的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到8-OHdG传感器。实施例6基于多壁碳纳米管修饰电极的8-OHdG传感器的制备a.将100mg原始的多壁碳纳米管加入到300mL体积比为1:3的混酸（HNO3/H2SO4），中持续搅拌回流9小时，其中，C（硝酸）=3.90M,C（硫酸）=13.79M，然后抽滤洗涤（用二次蒸馏水洗涤）至中性，得到的纯化的多壁碳纳米管在38℃下真空干燥，并配成1.5mg·mL-1的分散液，溶剂为二次蒸馏水，待用。b.玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95%的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入含有1.5mM铁氰化钾探针分子的0.12M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征，循环伏安扫描的参数为：起始和终止电压分别为-0.2V,0.6V,扫速为50mV/s；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用。c.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂6μL步骤a得到的多壁碳纳米管分散液，置于室温晾干，制得多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(MWCNTs/GCE)。d、以Ag/AgCl电极为参比电极，铂柱为对电极，以MWCNTs/GCE作为工作电极组成三电极体系，并将三电极体系共同浸入0.2MpH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到8-OHdG传感器。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。