科创中国
一种荧光素酶互补量子点生物传感器及其构建方法及其应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-05-12 17:04:27
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-05-18 10:00:08
本发明提供了一种荧光素酶互补量子点生物传感器及其构建方法及其应用，属于生物传感技术领域。所述荧光素酶互补量子点生物传感器包括量子点、荧光素酶氨基端片段、荧光素酶羧基端片段、可特异识别待测物的探针和可与所述荧光素酶发生生物发光反应的底物；本发明结合量子点传感器的光学优势，通过实现荧光素酶氨基端片段和羧基端片段在量子点表面的诱导互补，重建催化功能，构建得到新型高灵敏度生物传感器，其背景噪音低、灵敏度高、结构稳定，易于使用，可应用于多种生物标记物的高靶向检测，并适于在均相体系中对目标检测物的准确定量。
一种荧光素酶互补量子点生物传感器，其特征在于：包括量子点、荧光素酶氨基端片段、荧光素酶羧基端片段、可特异识别待测物的探针和底物；所述荧光素酶氨基端片段和荧光素酶羧基端片段为同一荧光素酶的两个互补片段，所述量子点的表面与两个互补片段中至少一个荧光素酶片段连接；所述底物为可与所述荧光素酶发生生物发光反应的物质；所述量子点与所述荧光素酶氨基端片段和荧光素酶羧基端片段互补形成的荧光素酶的最远距离小于50nm；所述量子点的发射波长为400~750nm；所述荧光素酶互补量子点生物传感器采用以下步骤进行构建：步骤1：制备荧光素酶氨基端片段和荧光素酶羧基端片段；采用原核或哺乳动物之一作为表达载体，进行荧光素酶氨基端片段和荧光素酶羧基端片段的克隆、表达及纯化；步骤2：将步骤1得到的两个荧光素酶互补片段其中任一个连接到量子点的表面，得到表面连接有荧光素酶片段的量子点，具体分步骤为：分步骤A：在荧光素酶互补片段上连接官能团，所述官能团为组氨酸标签、生物素、氨基、羧基或叠氮基团中至少一种；分步骤B：对量子点表面进行修饰，使其表面连接有至少一种以上的特异性识别待测物的探针；分步骤C：分步骤A和分步骤B得到的物质
国民经济的高速发展极大提升了国民对健康的关注。为在获得高标准健康的同时 实现健康的低成本，亟需开发新型的诊断技术或药物筛选方法。生物发光是指在酶的催化 下，多种生物体自身可产生发光的现象。相比于一般的荧光检测方法，它不需要激发光源， 发光完全依赖于荧光素的氧化过程，因此具有更高的信噪比。基于此，近年来快速发展出一 种生物发光能量共振转移(BRET)的分析方法。该方法将具有生物发光能力的生物体作为能 量供体，具有可激发发光能力的材料作为能量受体，当生物发光的发射光光谱与材料的吸 收光光谱重叠且二者距离小于10纳米时，生物发光能量以非辐射共振的方式转移到材料上 使其发光。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0064]本发明结合荧光素酶互补技术与量子点传感器在光学性能上的优点，提供了一种 荧光素酶互补量子点生物传感器的构建方法，所述生物传感器通过实现荧光素酶氨基端片 段和羧基端片段在量子点表面诱导互补结合，重建荧光素酶的催化生物发光功能，构建得 到新型高灵敏度生物传感器，其性能优异，结构稳定，易于使用。
[0065]以此为基础，所述荧光素酶互补量子点生物传感器可应用于均相检测中目标待测 物的靶向检测及定量。在进行上述检测时，不需要额外荧光的激发光源，通过生物的自身发 光就能够提供能量，大大减少可能由发射光源带来的背景干扰;水溶性量子点表面丰富的 官能团可提供多种途径实现荧光素酶的固定，在同等条件下与传统的生物发光免疫传感器 相比持续发光时间长、信号稳定，满足多组分检测或高通量药物筛选所须长检测时间的需 要。
技术合作
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为野本发明的 保护范围。
下载app