专利名称：基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法
技术领域：
本发明涉及生化分析与检测的技术领域，特别涉及一种肿瘤细胞检测方法。
背景技术：
在癌症的有效治疗上，对癌变组织和细胞进行及时早期诊断是最有效的方法之一。但是现实中，由于癌症早期症状不明显，很难被及时发现，且现行的常规组织病理学诊断方法很难检测病变组织及细胞早期所发生的生化和分子异常。因此，寻找方便、快捷、准确的癌症早期诊断方法意义重大，研究更先进的手段或者仪器，来实现准确、及时的癌症早期检测一直是人们努力的方向之一。生物传感技术是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术。生物传感器是一种将生物感应元件的专一性和一个能够产生与待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的分析装置。生物传感器由于具有灵敏度高、选择性好、 稳定性好、价格低廉、能在复杂的体系中进行快速在线连续分析监测等特点，在食品分析、 临床化学和诊断、农业和畜牧兽医、军事、过程控制与检测、环境监控与保护等领域具有潜在的应用前景。纳米科技是在1 IOOnm尺度上研究物质的结构和性质的多学科交叉的前沿技术，它是用单个原子、分子制造物质的科学技术，纳米材料从根本上改变了材料的结构，被公认为是21世纪最具有前途的科研领域之一。由于纳米材料具有良好的生物相容性，耐腐蚀等优异的性能，受到生物材料研究者广泛关注，其作为一种有潜力的生物材料已经被广泛地用于生物医药等领域。纳米科技应用于生物传感器领域后，不但提高了生物传感器的检测性能，而且促发了新型的生物传感器。具有微纳米尺寸的探针或者纳米微系统引入生物传感器，其检测灵敏度大幅提高，检测时间也得以缩短，并且可实现高通量的实时检测分析。碳纳米管(CNT)是由成千上万个处于芳香不定域系统中的碳原子组成的大分子， 具有类似石墨的层状结构。它的电阻非常小，作为电极修饰材料使用时，其优良的导电性能很好地促进电活性物质的电子传递；而且它具有巨大的比表面积，许多有机(包括生物分子)或无机分子可以共价或非共价地结合于碳纳米管的表面。但由于CNT几乎不溶于任何溶剂，且在溶液中易聚集成束，难于将它们在导电聚合物中均勻分散，大大限制了它在各方面的应用。因此，对CNT进行修饰和功能化，使其与其它的化学实体结合，构建具有独特功能和应用的纳米结构成为CNT走向实用的一个关键性问题。环糊精(CD)是一类由D-吡喃葡萄糖单元通过a-1，4糖苷键首尾连接而成的大环化合物，⑶腔内呈疏水环境，外侧面边框由于羟基的存在而呈亲水性，这种“内亲油、外亲水”的特殊结构，使CD作为“主体”可以包含不同“客体”化合物。客体分子全部或部分地腔嵌入环糊精空穴内，多数以范德华力、 氢键形成特殊结构的包和物。最近，由于其在选择性电极中的潜在应用价值，环糊精在修饰电极中的应用引起了广泛关注。
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石墨烯(Graphene)是一种新发现的二维碳纳米材料，具有新奇的电子传递性质， 机械强度、热传导等性能与CNT相当，对凝聚态物理的研究具有重大的推进作用；此外，它在其他许多领域的应用也得到研究，包括电子场效应管，透明电极材料，太阳能电池，生物传感等。石墨烯在生物医学应用已经取得不小进展，如作为药物载体靶向杀死癌细胞，用于活体近红外光热疗法消融肿瘤(动物试验)。从分子化学到超分子化学，即共价键结合化学到分子间非共价键力结合化学，标志着化学的发展进入了一个新的历史时期。四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物是一个稳定的、 具有平面结构的双电子给体，具有良好的供电子性，因此作为电子供体受到广泛的关注，成为研究合成有机导体、有机磁性体等的重要材料。四硫富瓦烯及其超分子衍生物具有独特的光、电和氧化还原性能，若将TTF衍生物与纳米材料进行组装可以得到一系列新型纳米复合材料和探针，有望应用于生物电子器件、生物医药等领域。同样地，发现于1963年的碳硼烷是硼烷和杂硼烷领域发展最为完全的硼烷簇化合物。其二十面体结构使之具有独特的性质，其中最显著的特点是2个C原子和10个B原子都是六配位的。碳硼烷有邻、间、对三种异构体，在氧化剂、还原剂、醇、强酸中表现出稳定性，其热力学稳定性也很强，加热到400 度也不会分解。由于碳硼烷化合物所具有的独特功能性、配位化学的丰富性，设计并合成新型的硼烷化合物一直为合成化学家、材料化学家和生物化学家所共同关注。
发明内容
技术问题本发明的目的是提出一种基于超分子纳米自组装体系的生化试剂与细胞识别检测方法，这种检测方法具有操作简便、检测快速、灵敏度高、检测限低等优点，可广泛应用于生物分子识别和癌细胞检测等生物医学领域。技术方案本发明的基于超分子纳米自组装体系的生化试剂与细胞识别检测方法为第一步，将碳纳米管或石墨烯复合纳米材料超声分散于相应溶剂中，得到悬浊液；
第二步，将第一步制得的悬浊液均勻滴涂于电极表面，置于干燥器中待溶剂挥发后即得纳米自组装体系修饰电极；
第三步，将待测正常细胞或肿瘤细胞用磷酸盐缓冲液洗涤并稀释后均勻涂覆于第二步制得的修饰电极表面，并于培养箱中37°c恒温放置即得基于纳米界面的细胞传感器；
第四步，利用此传感器，以四硫富瓦烯衍生物或碳硼烷衍生物等电活性生化试剂作为探针分子，采用电化学分析和表面接触角检测方法对不同种类的细胞进行高灵敏检测和区分。其中第一步中所用的复合纳米材料为β -环糊精/碳纳米管复合物，其相应溶剂为二甲基甲酰胺，石墨烯复合纳米材料，包括石墨烯与纳米Au或纳米!^e3O4纳米复合物，相应溶剂为壳聚糖。第一步中的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。第二步中所用的电极为清洗处理过的玻碳电极、ITO电极、碳纸或碳布电极。第三步中所述的肿瘤细胞为白血病敏感细胞、白血病耐药细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞或肺癌细胞。第四步中所述的四硫富瓦烯衍生物具有式(I )所示的任一结构
权利要求
1. 一种基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法，其特征在于该识别检测方法包括以下步骤第一步，将碳纳米管或石墨烯复合纳米材料超声分散于相应溶剂中，得到悬浊液； 第二步，将第一步制得的悬浊液均勻滴涂于电极表面，置于干燥器中待溶剂挥发后即得纳米自组装体系修饰电极；第三步，将待测正常细胞或肿瘤细胞用磷酸盐缓冲液洗涤并稀释后均勻涂覆于第二步制得的修饰电极表面，并于培养箱中37°c恒温放置即得基于纳米界面的细胞传感器；第四步，利用此细胞传感器，以四硫富瓦烯衍生物或碳硼烷衍生物等电活性的生化试剂作为探针分子，采用电化学分析和表面接触角检测方法对不同种类的细胞进行高灵敏检测和区分。
2.根据权利要求1所述的基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法，其特征在于第一步中所用的复合纳米材料为环糊精/碳纳米管复合物，其相应溶剂为二甲基甲酰胺，石墨烯复合纳米材料，包括石墨烯与纳米Au或纳米!^e3O4纳米复合物， 相应溶剂为壳聚糖。
3.根据权利要求2所述的基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法，其特征在于第一步中的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
4.根据权利要求1所述的基于超分子-纳米自组装体系的生化试剂的细胞检测方法，其特征在于第二步中所用的电极为清洗处理过的玻碳电极、ITO电极、碳纸或碳布电极。
5.根据权利要求1所述的基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法，其特征在于第三步中所述的肿瘤细胞为白血病敏感细胞、白血病耐药细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞或肺癌细胞。
6.根据权利要求1所述的基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法，其特征在于第四步中所述的四硫富瓦烯衍生物具有式(I )所示的任一结构
全文摘要
本发明公开了一种基于超分子纳米自组装体系的生化试剂的细胞识别检测方法。第一步，将碳纳米管或石墨烯复合纳米材料超声分散于相应溶剂中，得到悬浊液；第二步，将第一步制得的悬浊液均匀滴涂于电极表面，置于干燥器中待溶剂挥发后即得纳米自组装体系修饰电极；第三步，将正常细胞或肿瘤细胞用磷酸盐缓冲液洗涤并稀释后均匀涂覆于第二步制得的纳米修饰电极表面，并于培养箱中37℃恒温放置2h即得基于纳米界面的细胞传感器；最后，利用此传感器，以四硫富瓦烯衍生物或碳硼烷衍生物等电活性的生化试剂作为探针分子，采用电化学分析和表面接触角检测等方法来对不同种类的细胞进行高灵敏检测和区分。
文档编号B82Y5/00GK102154436SQ201110000600
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者吴晓静, 左景林, 常虎成, 张海军, 王雪梅, 赵娟 申请人:东南大学