一种适用于活体原位检测的传感电极及其制备方法和应用转让专利

申请号 : CN202111392627.2

文献号 : CN114371203B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 江迎毛兰群靳莹

申请人 : 北京师范大学

摘要 :

本发明公开一种适用于活体检测的传感电极,包括:表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极;修饰有第二疏水基团的核酸适配体;其中,修饰有第二疏水基团的核酸适配体通过疏水作用自组装在表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极表面。该传感电极在生理条件下具有良好的稳定性,不易受体内硫活性分子的干扰;同时,该电极兼具碳纤维电极和核酸适配体的优势,能够维持核酸适配体的灵活性和特异性识别能力,可在活体中进行高时空分辨率、高特异性的进行神经递质的实时检测;此外,该传感电极制备方法简单,核酸适配体中的核酸序列可根据需求替换,具有广泛的应用前景。

权利要求 :

1.一种适用于活体检测的传感电极,其特征在于,包括:

表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极;

修饰有第二疏水基团的核酸适配体;

其中,修饰有第二疏水基团的核酸适配体通过疏水作用自组装在表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极表面;

所述第一疏水基团为庚烷基链;所述第二疏水基团为胆固醇;

所述核酸适配体为DNA四面体纳米结构,所述DNA四面体纳米结构由如SEQ ID No.2‑ SEQ ID No.5所示的四种DNA核苷酸链获得的:SEQ ID No.2:TAT CAC CAG GCA GTT GAC AGT GTA GCA AGC TGT AAT AGA TGC GAG GGT CCA ATA C TT – CholSEQ ID No.3:TCA ACT GCC TGG TGA TAA AAC GAC ACT ACG TGG GAA TCT ACT ATG GCG GCT CTT C TT – CholSEQ ID No.4:TTC AGA CTT AGG AAT GTG CTT CCC ACG TAG TGT CGT TTG TAT TGG ACC CTC GCA T TT –CholSEQ ID No.5:GGA CGA CGC CAG TTT GAA GGT TCG TTC GCA GGT GTG GAG TGA CGT CGT CC TTT TTT ACA TTC CTA AGT CTG AAA CAT TAC AGC TTG CTA CAC GAG AAG AGC CGC CAT AGT ASEQ ID No.2‑ SEQ ID No.4所示核苷酸链的3’末端皆标记胆固醇。

2.根据权利要求1所述适用于活体检测的传感电极,其特征在于,所述庚烷基链是通过如下方式修饰在裸碳纤维电极表面的:将活化后的裸碳纤维电极放置于含有庚烷基胺的乙醇溶液中,以5 mV/s的扫描速度,在‑0.2 1.6 V的电压范围内进行循环伏安扫描5 10圈。

~ ~

3.根据权利要求2所述适用于活体检测的传感电极,其特征在于,庚烷基胺的乙醇溶液中,以高氯酸锂为支持电解质。

4.根据权利要求2所述适用于活体检测的传感电极,其特征在于,所述裸碳纤维电极的活化包括以下步骤:将清洗后的裸碳纤维电极浸泡在1.0 M NaOH溶液中,通过施加+1.5 V的电压,安培法处理80~100 s进行初步活化;然后以50 mV/s的扫描速度在0~+1 V电压范围内进行多圈的循环伏安扫描,直至获得稳定的循环伏安图。

5.一种如权利要求1‑4任一所述适用于活体检测的传感电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极浸泡在含有核酸适配体的缓冲液中,浸泡后

8‑16h后,用缓冲液和去离子水清洗电极;

将清洗后的电极在0.5‑2mM的含第二疏水基团的两亲性分子的溶液中封闭0.5h‑2h,用去离子水清洗,得传感电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,含有核酸适配体的缓冲液中核酸适配体的浓度为500 nM‑1 μM。

说明书 :

一种适用于活体原位检测的传感电极及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及电化学检测领域。更具体地,涉及一种适用于活体检测的传感电极及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 神经递质是维持大脑生理功能的基础物质,其在脑内的含量与众多神经生理和疾病病理状态密切相关。例如,多巴胺是一种具有代表性的单胺类神经递质,在大脑"记忆"和"奖励"系统方面发挥着重要作用,而异常的多巴胺水平与帕金森病等神经系统疾病的发生发展具有强的相关性。对活体动物中枢神经系统中的神经递质进行灵敏、快速的选择性检测,是了解大脑发育和疾病诊断的重要手段之一。
[0003] 目前,基于微电极的电化学传感平台因具有出色的时空分辨率、高灵敏度等优点,已成为神经递质活体原位检测的主要方法。将具有高特异性分子识别性能的亲和配体与可植入式电化学平台相结合,为实现复杂神经系统中高选择性的分子传感提供有力工具。
[0004] 功能配体,如核酸适配体,是通过体外筛选技术分离获得的20到80个碱基的短寡核苷酸序列,可以高亲和力地结合特定靶标分子,作为特异性生物识别元件广泛应用于分析与检测领域中。目前核酸适配体与电极界面的结合多采用金电极为基底,通过核酸适配体末端巯基基团与金电极形成金‑硫键实现。这种修饰方法虽然在体外诊断中得到了广泛应用,但较少用于神经递质的活体检测中。主要原因如下:①为了减小活体创伤和炎症反应,用于活体分析的电极通常直径在10μm左右。但是该尺寸下的金纤维电极硬度较小,在植入体内的过程中极易发生弯折,无法准确植入检测区域;②由于活体环境中存在多种含硫生物分子,它们易在金电极表面发生吸附,进而减少电极表面的反应活性面积,最终导致电极灵敏度与稳定性的损失;③基于核酸适配体的传统电化学检测方法常采用差分脉冲伏安法实现高灵敏度检测。但是该方法在长时间持续检测过程中稳定性不高,不利于活体原位分析检测。
[0005] 碳纤维电极具有优良生物稳定性,是体内神经化学检测的理想电极之一。然而,如何将核酸适配体与表面惰性的碳纤维电极表面进行有机结合是电极界面构建面临的主要挑战。目前常使用的方法是通过对碳纤维电极表面进行预处理,使其带上正电荷,利用电极表面的正电荷与核酸磷酸骨架本身的负电荷的静电相互作用将核酸适配体固定在碳纤维电极表面。然而这种结合在高离子强度环境下容易被破坏,在生理条件的溶液中显示出较差的稳定性。此外,与磷酸骨架的直接相互作用可能会降低核酸适配体构象折叠的灵活性,从而影响其特异性识别能力。
[0006] 因此,需要提供一种可以将核酸高效、稳定修饰在碳纤维电极表面,同时保持核酸适配体高特异性识别能力的碳纤维电极修饰新策略,以满足神经递质高选择性活体分析之需求。

发明内容

[0007] 本发明的一个目的在于提供一种适用于活体检测的传感电极,传感电极中碳纤维电极和核酸适配体都修饰有疏水基团,两者通过疏水作用自组装,使得传感电极在生理条件下具有良好的稳定性,且能够维持核酸适配体的灵活性和特异性识别能力,用于活体检测。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供一种适用于活体检测的传感电极的制备方法。
[0009] 本发明的又一个目的在于提供一种活体检测神经递质的方法。
[0010] 为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
[0011] 一种适用于活体检测的传感电极,包括:
[0012] 表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极;
[0013] 修饰有第二疏水基团的核酸适配体;
[0014] 其中,修饰有第二疏水基团的核酸适配体通过疏水作用自组装在表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极表面。
[0015] 适配体是通过疏水作用自组装在碳纤维电极上,这种结合方式在体内生理条件下稳定性好,同时,该作用力不会对核酸适配体构象产生影响,使该传感电极能够在体内保持稳定、高灵敏的特异性识别能力。
[0016] 本发明对核酸适配体中核酸序列不作限定,本领域技术人员可以根据需要选用适合的具有特异性识别作用的核酸序列。
[0017] 优选地,所述修饰有第一疏水基团的碳纤维电极与水的接触角为65°‑120°,纤维电极优异的疏水性能,使其在生理条件下与核酸适配体之间的疏水作用力更大,使核酸适配体在电极表面的分布更稳定,传感电极的稳定性更好。
[0018] 优选地,所述第一疏水基团为烷基链。在碳纤维电极修饰大量的烷基链,烷基链可以形成致密的疏水层分布在碳纤维电极表面,同时,烷基链柔软且链长较长,在为核酸适配体上的疏水基团提高大量结合位点的同时,可以提供大的疏水作用力,提高传感电极的稳定性。
[0019] 优选地,所述第二疏水基团选自胆固醇、生育酚或磷脂聚乙二醇衍生物;
[0020] 优选地,所述单个核酸适配体上修饰的第二疏水基团的数目为1‑3。
[0021] 本发明提供一种裸碳纤维电极的制备方法,包括以下步骤:
[0022] 将合适长度的碳纤维与导电铜丝通过导电银胶紧密粘合,待导电银胶固化后,将粘合有碳纤维的铜丝穿过尖端开口的锥形毛细管,使得碳纤维暴露在毛细管的细开口端,铜丝暴露在毛细管的另一端。使用环氧树脂将毛细管两端密封,用丙酮或乙腈短暂浸泡以去除纤维上多余的环氧树脂,然后使用去离子水将电极冲洗干净。最后,在显微镜下裁剪尖端碳纤维尺寸至300微米,即得到未经修饰的裸碳纤维电极。
[0023] 优选地,所述裸碳纤维电极的清洗过程为将裸碳纤维电极依次在丙酮、3.0M HNO3溶液和1.0M KOH溶液中超声3~5min以除去表面杂质。
[0024] 本发明中裸碳纤维电极是经过活化后再进行烷基链的修饰的,一个可能的实施方式是,所述裸碳纤维电极的活化包括以下步骤:将清洗后的裸碳纤维电极浸泡在1.0M NaOH溶液中,通过施加+1.5V的电压,安培法处理80~100s进行初步活化;然后以50mV/s的扫描速度在0~+1V电压范围内进行多圈的循环伏安扫描,直至获得稳定的循环伏安图。
[0025] 优选地,所述烷基链是通过如下方式修饰在裸碳纤维电极表面的:
[0026] 将活化后的裸碳纤维电极放置于含有烷基胺的乙醇溶液中,以5mV/s的扫描速度,在‑0.2~1.6V的电压范围内进行循环伏安扫描5~10圈。
[0027] 在具体的实施过程中,循环伏安扫描的具体圈数以获得稳定的循环伏安图为准。
[0028] 优选地,烷基胺的乙醇溶液中,以高氯酸锂为支持电解质;
[0029] 优选地,所述高氯酸锂的浓度为0.1M;
[0030] 优选地,所述烷基胺的乙醇溶液中烷基胺的浓度为5mM;
[0031] 优选地,所述烷基胺为伯胺类化合物,包括但不限于为正己胺、庚胺、壬胺及更多碳数的伯胺类化合物。
[0032] 在具体的实施过程中,在碳纤维电极表面修饰烷基链后,可以使用乙醇、去离子水多次、反复冲洗电极,然后依次在乙醇、去离子水中浸泡30min,去除电极表面吸附的物质,最后电极干燥备用。
[0033] 本发明另一方面提供了上述用于活体检测的传感电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0034] 将表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极浸泡在含有核酸适配体的缓冲液中,浸泡后8‑16h后,用缓冲液和去离子水清洗电极;
[0035] 将清洗后的电极在0.5‑2mM的含第二疏水基团的两亲性分子溶液中封闭0.5‑2h,用去离子水清洗,得传感电极。
[0036] 优选地,所述缓冲溶液选自PBS溶液;
[0037] 优选地,含有核酸适配体的缓冲液中核酸适配体的浓度为500nM‑1μM。
[0038] 将表面修饰有第一疏水基团的碳纤维电极依次在核酸适配体缓冲液和含第二疏水基团两亲性分子的溶液中浸泡,第二疏水基团修饰在核酸适配体后,又插入第一疏水基团间隙,完成核酸适配体在电极表面的自组装过程。
[0039] 优选地,所述含有如胆固醇、生育酚、二酰类脂分子等第二疏水基团的两亲分子,可以为胆固醇‑聚乙二醇或二硬脂酰磷脂酰乙醇胺‑聚乙二醇等。
[0040] 优选地,制备得到的传感电极可以储存在缓冲溶液中放入4℃冰箱贮存备用。
[0041] 本发明又一方面提供了一种活体原位检测神经递质的方法,包括:
[0042] 以上述传感电极为工作电极,以铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,通过检测工作电极和对电极间的电流响应信号,检测神经递质的浓度。
[0043] 以神经递质多巴胺的检测为例,如图1所示,检测原理为:碳纤维电极为活体可植入电极,其表面修饰通过化学氧化反应修饰有第一疏水基团烷基胺,经过第二疏水基团胆固醇基团修饰的核酸适配体具有两亲性,通过疏水作用在碳纤维电极表面完成自组装,得到传感电极。在目标物多巴胺存在下,碳纤维电极上修饰的核酸适配体特异性识别并捕获多巴胺,进而多巴胺在电极表面发生氧化反应,产生电化学氧化还原峰。化学测量在电化学工作站上进行,以经过修饰的碳纤维电极为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,通过检测工作电极和对电极间的电流响应信号,检测神经递质浓度。
[0044] 优选地,检测神经递质浓度的具体方法为循环伏安法及安培法。
[0045] 进一步优选地,循环伏安法的扫描电位范围为‑0.2~+0.6V,扫描速度为50mV/s,检测神经递质的电化学响应。安培法的电位为+0.3V,记录电极对不同浓度神经递质以及多种干扰物的电流响应情况。
[0046] 本发明中的传感电极兼具碳纤维电极和核酸适配体的优势,能够在活体条件下,进行高时空分辨率、高特异性的检测神经递质多巴胺,且性能稳定、制备方法简单易行,具有广泛的应用潜力。
[0047] 本发明的有益效果如下:
[0048] 本发明中的传感电极中碳纤维电极和核酸适配体都修饰有疏水基团,核酸适配体在碳纤维电极表面通过疏水作用自组装,在生理条件下具有良好的稳定性,不易受体内硫活性分子的干扰;同时,该电极兼具碳纤维电极和核酸适配体的优势,能够维持核酸适配体的灵活性和特异性识别能力,可在活体中进行高时空分辨率、高特异性的进行神经递质的实时检测;此外,该传感电极制备方法简单,核酸适配体中的核酸序列可根据需求替换,具有广泛的应用前景。

附图说明

[0049] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0050] 图1示出本发明传感电极的制备及多巴胺检测的原理示意图。
[0051] 图2示出本发明实施例1中传感电极对多巴胺的线性响应图,其中,A图为测定多巴胺的安培法曲线图,B图为电流响应值与浓度的线性关系图。
[0052] 图3示出本发明实施例1中传感电极对多巴胺的选择性图,其中,A图为电极对多巴胺及干扰物的安培法曲线图,B图为裸电极与核酸适配体修饰电极的选择性对比图。
[0053] 图4示出本发明实施例1中传感电极的活体分析图,其中,A图为通过电极电刺激检测DA释放示意图,B为电刺激后电极记录的多巴胺响应电流图。
[0054] 图5示出本发明实施例2中传感电极的制备流程图。
[0055] 图6示出本发明实施例2中传感电极对多巴胺的线性响应图,其中,A图为测定多巴胺的安培法曲线图,B图为电流响应值与浓度的线性关系图。
[0056] 图7示出传感电极对多巴胺的选择性图,其中,上图为实施例2中传感电极对多巴胺及其干扰物的安培法曲线图,下图为裸电极、实施例1中传感电极与实施例2中传感电极的选择性对比图。

具体实施方式

[0057] 为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
[0058] 实施例1
[0059] 核酸适配体中核苷酸链的DNA序列为:
[0060] 核酸适配体的核苷酸链的DNA序列如SEQ ID No.1所示:
[0061] SEQ ID No.1:GGA CGA CGC CAG TTT GAA GGT TCG TTC GCA GGT GTG GAG TGA CGT CG TCC TTT TTT–Chol
[0062] 核酸适配体的核苷酸链的3’末端标记胆固醇(Chol)。
[0063] 传感电极的制备:
[0064] 将清洗后无修饰的碳纤维电极浸泡在1.0M NaOH溶液中,通过施加+1.5V的电压,安培法处理80~100s进行初步活化;然后以50mV/s的扫描速度在0~+1V电压范围内进行多圈的循环伏安扫描,直至获得稳定的循环伏安图,完成碳纤维电极的活化。
[0065] 将活化后的碳纤维电极浸泡入以0.10M LiClO4作为支持电解质,在含有5mM正己胺的乙醇溶液中,‑0.2~1.6V的电位范围内,以5mV/s的扫描速度循环扫描5~10圈,直至获得稳定的循环伏安图即完成烷基链修饰至玻碳纤维电极。然后用乙醇、去离子水多次、反复冲洗电极,然后依次在乙醇、去离子水中浸泡30min,去除电极表面吸附的物质,最后电极干燥备用。在扫描第一圈时,可发现在电位约1.4V处出现明显的氧化峰,说明正己胺末端的氨基失去1个电子变成氨基自由基,与碳纤维电极表面碳反应形成C‑N键,进而将正己胺修饰到了电极表面,制得烷基链修饰的碳纤维电极。此时测量其表面与水的接触角为85°,高于裸电极与水的接触角64°,说明当电极上修饰正己胺后,正己胺的烷基链竖直而紧密地排列在电极表面,此时它的长碳链朝向电极外侧,电极疏水程度增大。
[0066] 将表面修饰有正己烷链的碳纤维浸入含有1μM核酸适配体的PBS缓冲液中,在室温下浸泡12h后,用PBS和去离子水彻底冲洗电极。然后在0.5mM胆固醇‑聚乙二醇溶液中封闭1h,用去离子水冲洗后,将制得的传感电极储存在PBS溶液中放入4℃冰箱贮存备用。最终制备得到的传感电极表面的水接触角为19°。
[0067] 传感电极电化学传感性能测定
[0068] 以制备得到的传感电极为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,在电化学工作站上采用安培法方式,施加电位为+0.3V,在人工脑脊液中检测了不用浓度多巴胺(DA)的电化学响应,并绘制了电流响应与多巴胺浓度之间的关系图(图2)。当体系中加入不同浓度的多巴胺时,电流响应迅速且呈阶梯状上升(图2中A图),并且在0.5μM到2μM的浓度范围内,传感电极的电流响应信号和多巴胺浓度呈线性相关(图2中B图)。
[0069] 图2结果表明,本发明所制备的传感电极在生理条件下具有良好的检测灵敏度,且大脑中多巴胺浓度变化范围在其线性响应范围内,因此该电极能够满足活体电化学检测。
[0070] 传感电极特异选择性能测定
[0071] 进一步对制备得到的传感电极的特异选择性检测能力进行了研究,实验使用安培法,以传感电极为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,选择电压为+0.3V,观察人工脑脊液中依次连续加入多巴胺(DA)和常见检测干扰物二羟基苯乙酸(DOPAC)、抗坏血酸(AA)、左旋多巴(L‑DOPA)、去甲肾上腺素(NE)电流响应情况。图3中A图所示,当加入目标物质多巴胺后电流信号明显上升,信号来源为多巴胺核酸适配体捕获多巴胺到电极表面后氧化所产生的电流信号,当向溶液中依次加入其他干扰物后,电流并没有明显变化,说明了传感电极具有良好选择性传感能力。
[0072] 进一步对比了传感电极(AptCFE)与裸碳纤维电极(CFE)对不同浓度的干扰物的响应差别。分别选择两种电极对10μM多巴胺的电流响应为参照,对电流响应值进行归一化处理,结果如图3中B图所示。相比裸碳纤维电极(CFE),传感电极对不同浓度干扰物的响应明显下降,尤其是对干扰物NE和L‑DOPA的选择性明显提升,分别提高了4倍和3倍,说明了传感电极具有很好的选择性。
[0073] 传感电极用于活体多巴胺检测
[0074] 探索了制备得到的传感电极的活体多巴胺传感能力,活体检测前先用水合氯醛麻醉动物并使用立体定位仪进行固定,将双极化刺激电极植入内侧前脑束(MFB)处,传感电极植入伏隔核(NAc)处,将Ag/AgCl参比电极、铂丝对电极定位于硬脑膜。刺激电极施加3秒的脉冲刺激(频率为60Hz,电流强度±250μA)以触发NAc区释放多巴胺。然后使用安培法在+0.3V的电位下,监测电刺激过程中多巴胺水平变化所带来的电流响应变化。在电刺激后,传感电极的电流信号迅速上升,在几秒钟内达到峰值,约为2μM,之后又迅速下降到基础值水平(图4中B图)。电流信号的上升是由于电刺激MFB脑区引起NAc脑区多巴胺(DA)水平迅速上升(图4中A图),观察到的多巴胺释放量与先前研究相符,证明了传感电极可用于活体电化学神经递质多巴胺传感,且具备较好的空间‑时间分辨率。
[0075] 实施例2
[0076] 核酸适配体为DNA四面体纳米结构,其核苷酸链的DNA序列如SEQ ID No.2‑SEQ ID No.5所示:
[0077] SEQ ID No.2:TAT CAC CAG GCA GTT GAC AGT GTA GCA AGC TGT AAT AGA TGC GAG GGT CCA ATA C TT–Chol
[0078] SEQ ID No.3:TCA ACT GCC TGG TGA TAA AAC GAC ACT ACG TGG GAA TCT ACT ATG GCG GCT CTT C TT–Chol
[0079] SEQ ID No.4:TTC AGA CTT AGG AAT GTG CTT CCC ACG TAG TGT CGT TTG TAT TGG ACC CTC GCA T TT–Chol
[0080] SEQ ID No.5:GGA CGA CGC CAG TTT GAA GGT TCG TTC GCA GGT GTG GAG TGA CGT CGT CC TTT TTT ACA TTC CTA AGT CTG AAA CAT TAC AGC TTG CTA CAC GAG AAG AGC CGC CAT AGT A
[0081] SEQ ID No.2‑SEQ ID No.4所示核苷酸链的3’末端皆标记胆固醇(Chol)。
[0082] DNA四面体纳米结构的制备:本实施例构建的DNA四面体结构是由四种DNA链(SEQ ID No.2‑SEQ ID No.5)混合在1×PBS溶液+5mM MgCl2(pH=7.4)经过加热至95℃保持5min后缓慢冷却至室温获得的,其中每条加入的DNA最终浓度为1μM。所得DNA产物置于4℃保存备用。
[0083] 传感电极的制备:
[0084] 采用如实施例1所述的方法进行裸碳纤维电极的清洗、活化过程。
[0085] 将活化后的电极在含有5mM庚胺0.1M高氯酸锂的乙醇溶液中,以10mV/s的扫描速度,在‑0.2~1.6V的电压范围内,进行5圈的电化学循环伏安扫描获得庚烷基链修饰的碳纤维电极。然后用乙醇、去离子水多次、反复冲洗电极,然后依次在乙醇、去离子水中浸泡30min,去除电极表面吸附的物质,最后电极干燥备用。
[0086] 将庚烷基链修饰的碳纤维电极浸入含有先前制备好的1μM DNA四面体纳米结构的PBS缓冲溶液中孵育4h,用PBS溶液和去离子水冲洗电极。然后在1mM胆固醇‑聚乙二醇溶液中封闭1h,制备得到传感电极,如图5所示。
[0087] 传感电极电化学传感性能测定
[0088] 以实施例2制备的传感电极为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,在电化学工作站上采用安培法方式,施加电位为+0.3V,在人工脑脊液中检测了不用浓度多巴胺的电化学响应,并绘制了电流响应与多巴胺浓度之间的关系图(图6)。当体系中加入不同浓度的多巴胺时,电流响应迅速且呈阶梯状上升(图6中A图),并且在1μM到10μM的浓度范围内,电极电流响应信号和多巴胺浓度呈线性相关(图6中B图)。结果表明电极能够在生理条件下具有良好的检测灵敏度,且能够满足活体电化学检测。
[0089] 传感电极特异选择性能测定
[0090] 对比研究裸碳纤维电极(bare CFE)、实施例1制备的单链核酸适配体电极(ssDNA/CFE)以及带有1个(1‑Chol/CFE)、2个(2‑Chol/CFE)或3个(3‑Chol/CFE)胆固醇数目的DNA四面体结构的传感电极的特异选择性,使用铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,选择电压为+0.3V,观察人工脑脊液中依次连续加入多巴胺(DA)和常见检测干扰物二羟基苯乙酸(DOPAC)、抗坏血酸(AA)、肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)电流响应情况。
[0091] 图7中上图示出以实施例2制备得到的DNA四面体结构的传感电极为工作电极时,加入目标物质多巴胺(DA)后电流信号明显上升,信号来源为多巴胺核酸适配体捕获多巴胺到电极表面后氧化所产生的电流信号,当向溶液中依次加入其他干扰物后,电流并没有明显变化,说明了传感电极具有良好选择性传感能力。
[0092] 图7中下图示出发现未经修饰的裸碳纤维电极对DOPAC、AA、E(肾上腺素)、NE等干扰物有明显响应,而本发明中传感电极对干扰物的响应显著下降,证明电极表面核酸适配体的引入提高了碳纤维电极的选择性。且与实施例1制备得到的单链适配体传感电极相比,实施例2中带有不同胆固醇数目的DNA四面体传感电极对干扰物的响应均有不同程度的下降,其中带有3个胆固醇数目的DNA四面体电极对干扰物的响应为最小。证明了本发明核酸适配体修饰电极策略的通用性,并且DNA四面体的引入能够进一步提高电极选择性。
[0093] 显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。