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一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-05-02
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-09-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-09-27
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-05-02
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710299516.4 申请日 2017-05-02
公开/公告号 CN107084954B 公开/公告日 2019-09-27
授权日 2019-09-27 预估到期日 2037-05-02
申请年 2017年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 C12Q1/26 主分类号 C12Q1/26
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 5
权利要求数量 6 非专利引证数量 1
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证 1、Guangfeng Wang et al.《.TTE DNA-CuNPs: enhanced fluorescence andapplication in a target DNA triggereddual-cycle amplification biosensor》. 《Chem.Commun.》.2017,第53卷第5629-5632页.;
引用专利 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 安徽师范大学 当前专利权人 北京大弘生物技术有限公司
发明人 王广凤、万靖 第一发明人 王广凤
地址 安徽省芜湖市弋江区花津南路安徽师范大学 邮编 241000
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 安徽省 申请人所在市 安徽省芜湖市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
芜湖安汇知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
任晨晨
摘要
本发明提供了一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法,与现有技术相比,本发明利用DNA 1和DNA 2碱基互补配对,DNA1和DNA2的DNA设计中,都包含一段含有30个T的碱基。该聚30T的碱基可以使Cu2+还原为Cu0,使之产生荧光。然后,加入抗坏血酸钠和硫酸铜,制备得到TTE DNA铜纳米粒子,具有荧光性能,利用酪氨酸酶可以快速有效的猝灭TTE DNA铜纳米粒子荧光的原理,来达到定量检测酪氨酸酶的目的。使用的试剂是低成本,不需要复杂的有机荧光化合物的合成,传感器设计过程非常简单,无需任何标记和修饰探针。检测准确度高、灵敏、检测限低。
  • 摘要附图
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图1
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图2
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图3
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图4
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图5
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图6
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图7
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图8
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图9
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图10
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图11
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
  • 说明书附图:图12
    一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-06-11 专利权的转移 登记生效日: 2021.05.31 专利权人由安徽师范大学变更为北京大弘生物技术有限公司 地址由241000 安徽省芜湖市弋江区花津南路安徽师范大学变更为101400 北京市大兴区雁栖经济开发区乐园大街11号1幢三层
2 2019-09-27 授权
3 2017-09-15 实质审查的生效 IPC(主分类): G01N 21/64 专利申请号: 201710299516.4 申请日: 2017.05.02
4 2017-08-22 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,检测方法为:向制备的荧光传感器中加入不同浓度的酪氨酸酶溶液,3min后用荧光仪记录体系的荧光强度,根据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,构建荧光强度与酪氨酸酶溶液的线性关系,即可定量检测酪氨酸酶;
所述荧光传感器的制备方法包括以下步骤:
1)DNA1和DNA2分别用缓冲溶液稀释,分别得到DNA1溶液和DNA2溶液,待用;
2)混合稀释后的DNA1溶液和DNA2溶液,培养,使DNA1和DNA2碱基互补配对;
3)培养结束后,加入抗坏血酸钠溶液和CuSO4溶液,得到TTE DNA铜纳米粒子,荧光传感器制备完成;
步骤1)中所述缓冲液为10mM MOPS(3-(N-吗啉基)丙磺酸)PH=7.6的缓冲溶液;
步骤1)中所述DNA1序列:GCAGAGTTGAGACCAT30TCAGAAGGCAAAAAA;DNA2序列:TTTTTTGCCTTCTGAT30TGGTCTCAACTCTGC。

2.根据权利要求1所述的荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,步骤2)中所述培养是指:在室温条件下培养15-30min。

3.根据权利要求1所述的荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,步骤3)具体为:将培养后的混合溶液置于240μL的MOPS缓冲溶液中,然后加入16μL100mM的抗坏血酸钠和8μL10mM的CuSO4溶液,室温下反应10-20min,即可。

4.根据权利要求1所述的荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,在步骤3)加入抗坏血酸钠溶液和CuSO4溶液之前加入琼脂糖溶液,即可制备得到凝胶状荧光传感器。

5.根据权利要求4所述的荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,DNA1溶液和DNA2溶液培养结束后,加入琼脂糖溶液,混合;然后,加入抗坏血酸钠,混匀后,加热融化琼脂糖粉末,凝固前置于容器中,室温下冷却,得到TTE DNA水凝胶,将CuSO4溶液注射到TTE DNA水凝胶中,反应后,即凝胶状荧光传感器。

6.根据权利要求4或5所述的荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,其特征在于,检测方法为:向制备的凝胶状荧光传感器注射不同浓度的酪氨酸酶溶液,20min后通过数码相机记录,据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,可视化检测酪氨酸酶。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于荧光传感器技术领域,具体涉及一种荧光传感器的制备方法、一种检测酪氨酸酶的方法。利用TTE DNA(聚T两头被系住的DNA)铜纳米粒子的优越荧光性能,基于酪氨酸酶能猝灭TTE DNA铜纳米粒子溶液的事实,构建TTE DNA水凝胶可携带的可视化的检测酪氨酸酶。

背景技术

[0002] 酪氨酸酶是一种典型的多酚氧化酶,是一种含铜酶,广泛分布于各种类型的生物体如:植物,动物组织和真菌中。酪氨酸酶能够催化酚类底物羟基化为邻苯二酚的衍生物,进一步氧化成邻醌类产品。该反应已被公认为是一些天然色素合成的关键过程,因此,酪氨酸酶是被认为是治疗一些色素减退相关问题的核心。此外,因为其对多巴胺神经毒性,酪氨酸酶的紊乱也可能导致帕金森病与神经的变性。更重要的是,生物体内中酪氨酸酶的反应会导致严重的皮肤病,如I型自身白化病,并且酪氨酸酶的累计被认为是黑素瘤癌症的生物标志。因此,灵敏的检测酪氨酸酶活性为生物医学提供可靠的诊断是非常紧迫的。
[0003] 水凝胶是一种交联的亲水聚合物,并且它可以表现出特殊的性质和一些独特的特征。详细地说,凝胶属于一种特殊的软物质并由双连续部分组成:最小的组件是三维网络,主要部分是水性介质。这种网络对包裹试剂和固定探针是十分理想的。包裹的探针可以在水凝胶中保持其天然的结构和功能。由于水凝胶的多孔性质,外部目标或刺激都可以通过多孔接近内部探针。另外,因为水凝胶是透明的且背景低,有少干扰光学检测。由于水凝胶的优越性能,已被发展在生物化学的领域。
[0004] 贵金属纳米团簇作为新一代荧光探针因为它们的高光稳定性,耐光性,和超小尺寸引起了相当大的关注。包括:DNA模板的金纳米粒子-银纳米粒子-铜纳米粒子。特别地,对于DNA为模板的制备的铜纳米粒子,由于其制备简单以及在温和环境条件下快速高效制备和环境友好性,受到了广泛的关注。虽然已经有课题组制备出了DNA铜纳米粒子的水凝胶,但是将DNA铜纳米粒子制作水凝胶中便携可视化的检测生物物质的报道并不多。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种荧光传感器的制备方法,利用TTE DNA(聚T两头被系住的DNA)模板制备出荧光性能更好的铜纳米粒子作为传感器。
[0006] 本发明还提供了一种检测酪氨酸酶的方法,利用酪氨酸酶可以快速有效的猝灭TTE DNA铜纳米粒子荧光的原理,来达到定量检测酪氨酸酶的目的。
[0007] 本发明提供的一种荧光传感器的制备方法,包括以下步骤:
[0008] 1)DNA 1和DNA2分别用缓冲溶液稀释,分别得到DNA 1溶液和DNA 2溶液,待用;
[0009] 2)混合稀释后的DNA 1溶液和DNA2溶液,培养,使DNA 1和DNA 2碱基互补配对;
[0010] 3)培养结束后,加入抗坏血酸钠溶液和CuSO4溶液,得到TTE DNA铜纳米粒子,荧光传感器制备完成。
[0011] 步骤1)中所述缓冲液为10mM MOPS(3-(N-吗啉基)丙磺酸)PH=7.6的缓冲溶液。
[0012] 步骤1)具体为:分别将DNA 1和DNA 2用10mM PH=7.6的MOPS的缓冲溶液稀释到100μM,得到DNA 1溶液和DNA2溶液;
[0013] DNA 1序列:GCAGAGTTGAGACCAT30TCAGAAGGCAAAAAA;
[0014] DNA 2序列:TTTTTTGCCTTCTGAT30TGGTCTCAACTCTGC;
[0015] 优选的,制备的得到DNA 1溶液和DNA 2溶液储存在4℃中至少24小时后可用。
[0016] 步骤2)中所述培养是指:在室温条件下培养15-30min。优选的,在均匀摇速下培养。
[0017] 步骤2)具体为:将步骤1)制备的100μM DNA 1溶液和100μM的DNA 2溶液各取1μL,混合,室温下培养15-30min。
[0018] 步骤3)具体为:将培养后的混合溶液置于240μL的MOPS缓冲溶液中,然后加入16μL 100mM的抗坏血酸钠和8μL10mM的CuSO4溶液,室温下反应10-20min,即可。
[0019] 进一步的,在步骤3)加入抗坏血酸钠溶液和CuSO4溶液之前加入琼脂糖溶液,即可制备得到凝胶状荧光传感器。
[0020] 进一步的,步骤3)中所述凝胶状荧光传感器的制备方法为:
[0021] DNA 1溶液和DNA 2溶液培养结束后,加入琼脂糖溶液,混合;然后,加入抗坏血酸钠,混匀后,加热融化琼脂糖粉末,凝固前置于容器中,室温下冷却,得到TTE DNA水凝胶,将CuSO4溶液注射到TTE DNA水凝胶中,反应后,即凝胶状荧光传感器。
[0022] 所述琼脂糖溶液的制备方法为:将0.15g琼脂糖粉末加入到240μL的MOPS缓冲溶液中,即可。
[0023] 具体的,所述凝胶状荧光传感器的制备方法为:
[0024] 将制备的100μM DNA 1溶液和100μM的DNA2溶液各取1μL,混合,室温下培养15-30min,然后,将0.15g琼脂糖粉末加入到240μL的MOPS缓冲溶液中得到的琼脂糖溶液加入其中,混匀后,加入16μL 100mM的抗坏血酸钠溶液,混合均匀后,用微波炉加热融化琼脂糖粉末,没有凝固前倒入容器中,室温下冷却即TTE DNA水凝胶,然后注射80μL 10mM的CuSO4溶液在制备好的TTE DNA水凝胶中,反应10min,即得凝胶状荧光传感器。
[0025] 一种检测酪氨酸酶的方法,检测方法为:
[0026] 向制备的荧光传感器中加入不同浓度的酪氨酸酶溶液,3min后用荧光仪记录体系的荧光强度,根据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,构建荧光强度与酪氨酸酶溶液的线性关系,即可定量检测酪氨酸酶。
[0027] 利用凝胶状荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,检测方法为:
[0028] 向制备的凝胶状荧光传感器注射不同浓度的酪氨酸酶溶液,20min后通过数码相机记录,据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,可视化检测酪氨酸酶。
[0029] 制备的TTE DNA水凝胶可回收再利用的研究:
[0030] 将TTE DNA水凝胶放置不同的时间段后分别加入Cu2+,制备荧光TTE DNA铜纳米粒子,并记录它们的紫外灯下的发光情况。检测发现,放置时间长后失水,无法制备得到荧光TTE DNA铜纳米粒子,无法作为荧光传感器使用。但是,将失水的水凝胶浸泡在MOPS缓冲液中(10mM MOPS,150mM NaCl,3mM抗坏血酸,pH=7.8)30min后,水凝胶吸水恢复其功能性,可制备出荧光Cu NPs,可再次用于检测酪氨酸酶。
[0031] 水凝胶干燥和再吸水处理:首先,一块TTE DNA水凝胶在烘箱中在50℃下干燥1.5小时,然后将干燥的水凝胶转移到MOPS缓冲液(10mM MOPS,150mM NaCl,3mM抗坏血酸,pH 7.6)中,并浸泡25min,再脱水后,水凝胶用于制备荧光Cu NPs,可检测酪氨酸酶。
[0032] 与现有技术相比,本发明利用DNA 1和DNA2碱基互补配对,DNA1和DNA2的DNA设计中,都包含一段含有30个T的碱基。该聚30T的碱基可以使Cu2+还原为Cu0,使之产生荧光。然后加入抗坏血酸钠和硫酸铜,制备得到TTE DNA铜纳米粒子,具有荧光性能,利用酪氨酸酶可以快速有效的猝灭TTE DNA铜纳米粒子荧光的原理,来达到定量检测酪氨酸酶的目的。使用的试剂是低成本,不需要复杂的有机荧光化合物的合成,传感器设计过程非常简单,无需任何标记和修饰探针。检测准确度高、灵敏、检测限低。
[0033] 由于本发明中TTE DNA铜纳米粒子与琼脂糖不反应,因此,利用琼脂糖制备得到凝胶状荧光传感器,可视化检测酪氨酸酶,而且使用功能化水凝胶信号响应非常快只有几十分钟,所以功能水凝胶可作为携带器件可视化的检测酪氨酸酶。该功能水凝胶的可以实现高的信号输出。而且基于水凝胶的装置可以保护探针免受环境的干扰,具有良好的恒定性和可恢复功能,使得可在复杂的环境中检测样品。即使脱水,也可以通过浸泡在缓冲溶液中的方法恢复其传感器功能。

实施方案

[0046] 实施例1
[0047] 一种荧光传感器的制备方法,包括以下步骤:
[0048] 1)DNA 1和DNA2用10mM MOPS(3-(N-吗啉基)丙磺酸)PH=7.6的缓冲溶液,稀释到100μM,储存在4℃中至少24小时后可用。实验过程中所用的稀释液都为MOPS缓冲溶液。
[0049] 2)将步骤1)制备的100μM DNA 1溶液和100μM的DNA2溶液各取1μL,混合,室温下在均匀的摇速下培养20min。
[0050] 3)将培养后的混合溶液置于240μL的MOPS缓冲溶液中,然后加入16μL 100mM的抗坏血酸钠和8μL10mM的CuSO4溶液,室温下反应10min,得到TTE DNA铜纳米粒子,荧光传感器制备完成。
[0051] 实施例2
[0052] 一种凝胶状荧光传感器的制备方法为:
[0053] 1)DNA 1和DNA2用10mM MOPS(3-(N-吗啉基)丙磺酸)PH=7.6的缓冲溶液,稀释到100μM,储存在4℃中至少24小时后可用;
[0054] 2)在离心管内分别加入1μL的上述制备的100μM DNA 1溶液和100μM DNA 2溶液,混合,在均匀的摇速下培养20min,然后,在小烧杯中通过加入0.15g琼脂糖粉末在240μL的MOPS缓冲溶液中中获得琼脂糖溶液。将DNA 1和DNA 2的混合溶液移入小烧杯中,与琼脂糖溶液充分混合后,加入16μL100mM的抗坏血酸钠溶液。混合均匀后,用微波炉加热融化琼脂糖粉末,趁没有凝固前倒入自制的离心管盖中,最后,水凝胶在室温下冷却在管盖中形成胶状物,即TTE DNA水凝胶;注射80μL的CuSO4溶液在制备好的水凝胶中,10min后,将水凝胶置于紫外等下进行观察,通过肉眼观察荧光信号。
[0055] 实施例3
[0056] 一种检测酪氨酸酶的方法,检测方法为:
[0057] 向实施例1制备的荧光传感器中加入不同浓度的酪氨酸酶溶液,用荧光仪记录体系的荧光强度,根据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,构建荧光强度与酪氨酸酶溶液的线性关系如图9、图10所示,即可定量检测酪氨酸酶。
[0058] 实施例4
[0059] 利用凝胶状荧光传感器检测酪氨酸酶的方法,检测方法为:
[0060] 向实施例2制备的凝胶状荧光传感器注射不同浓度的酪氨酸酶溶液,,通过数码相机记录,据不同浓度的酪氨酸酶溶液猝灭TTE DNA铜纳米粒子程度不同,可视化检测酪氨酸酶。
[0061] 实施例5
[0062] 利用与实施例3相同的方法分别检测酪氨酸酶、钾离子、钠离子、氯离子、乳糖、尿酸和赖氨酸,结果如图12,可见本方法选择性高。

附图说明

[0034] 图1为溶液状态和水凝胶状态的TTE DNA铜纳米粒子,在紫外灯下发射的荧光和荧光被猝灭的过程示意图;
[0035] 图2为TTE DNA-Cu NPs的透射电镜表征图;
[0036] 图3为TTE DNA-Cu NPs的荧光激发/发射,及紫外吸收光谱图;a为TTE DNA-Cu NPs的紫外吸收光谱;b为TTE DNA-Cu NP的荧光激发光谱;c为TTE DNA-Cu NPs的荧光发射光谱;
[0037] 图4为溶液状态下的荧光光谱图;a为寡TTE DNA-Cu NPs;b为TTE DNA-Cu NPs中加入酪氨酸酶,c为寡酪氨酸酶;插图是凝胶状态下,在紫外灯照射下的图;a’为寡TTE DNA-Cu NPs,b’为TTE DNA-Cu NPs中加入酪氨酸酶,c’为寡酪氨酸酶;
[0038] 图5为在溶液状态下的TTE DNA-Cu NPs和酪氨酸酶的相互培育时间对TTE DNA-Cu NPs荧光的影响;
[0039] 图6为在溶液状态下的MOPS缓冲溶液的pH对TTE DNA-Cu NPs荧光的影响;
[0040] 图7为在凝胶状态下的TTE DNA-Cu NPs和酪氨酸酶的相互培育时间对TTE DNA-Cu NPs荧光的影响;
[0041] 图8将TTE DNA水凝胶在空气中放置一段时间,失水后的凝胶加入Cu2+(图中a)和再加入酪氨酸酶(图中a')在紫外灯下的发光图;失水后的TTE DNA水凝胶在MOPS缓冲液中浸泡30分钟,回收的水凝胶加入Cu2+(图中b),和再加入酪氨酸酶(图中b')在紫外灯下的发光图;将TTE DNA水凝胶在烘箱中在50℃下干燥1.5小时后,在MOPS缓冲液中浸泡30分钟,回收2+
的水凝胶加入Cu (图中c),和再加入酪氨酸酶(图中c')在紫外灯下的发光图;
[0042] 图9为TTE DNA水凝胶对Cu2+的响应后,加入不同浓度的酪氨酸酶溶液在紫外灯照射下的发光图;从做到右酪氨酸酶溶液溶度依次为0,0.006,0.01,0.06,0.1,0.6,1,2,3unit/mL;
[0043] 图10为TTE DNA-CuNPs溶液中加入不同浓度的酪氨酸酶溶液在荧光仪记录下的光谱图;
[0044] 图11为TTE DNA-CuNPs的荧光强度和酪氨酸酶的线性关系;从上到下浓度依次是:0.0005,0.001,0.002,0.004,0.006,0.01,0.02,0.04,0.06,0.1,0.2,0.4,0.6,1,2,3unit/mL;
[0045] 图12为溶液TTE DNA-Cu NPs在3unit/mL酪氨酸酶或200μM其他分析物存在下的荧光信号强度柱状图,其中,F0和F分别为不存在和存在酪氨酸酶和其他分析物时TTE DNA-Cu NPs的荧光强度,误差棒表示三次测量的标准偏差。
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