【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境污染检测，涉及一种用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器。
技术介绍
1、由蓖麻籽中分离而得的蓖麻毒素是由a、b两条多肽链通过二硫键组成的高毒性植物蛋白。蓖麻毒素毒性极强，约为氰化物毒性的6000倍，人体口服致死剂量约为5～10μg/kg。近年来，不断有恐怖组织将其用于恐怖活动。蓖麻作物来源广泛，耐热性强，含蓖麻毒素的食品即使经高温加工后仍具有毒性，由蓖麻毒素导致的中毒事件屡见不鲜。目前未见针对蓖麻毒素中毒或预防的解毒剂、疫苗或其他特定有效疗法，因此，开发快速可靠的蓖麻毒素检测方法是防范蓖麻毒素危害的重要手段，也是当前在医学诊断、食品安全、环境安全以及反恐等领域的迫切需求。
2、在众多类型的生物传感器中，化学发光型生物传感器具有灵敏度高、背景信号低和抗干扰能力强的特点，在实现生物毒素高灵敏检测上具有显著优势。化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象，由于发光试剂量子产率有限，大多数发光体系产生的化学发光强度较弱，因此增强发光强度一直是化学发光检测技术研究的重点和难点。纳米酶，一种具有类酶催化活性的纳米材料，具有催化活性高、稳定性好和成本低等优点。基于纳米酶催化信号放大策略，可设计构建具有高灵敏度和检测精度的纳米酶介导的化学发光生物传感器。
3、将血红素通过分子内g-四链体与富含鸟嘌呤的单链dna紧密结合，可制备血红素/g-四链体dna酶，并将其嵌入具有微/纳孔结构的金属有机框架材料(mof)中构建催化产生持久化学发光信号的卟啉基mof纳米酶。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决传统检测技术操作复杂、不利于蓖麻毒素快速、灵敏检测的问题，提供一种用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器，
2、为环境中蓖麻毒素检测提供实时快速检测技术，同时为开发生物毒素现场检测仪器提供理论和技术支持。本专利技术基于纳米酶催化、间接竞争核酸适配体亲和及光纤生物传感原理实现对蓖麻毒素的检测，其中标记核酸适配体的卟啉基金属有机框架纳米酶探针用于催化鲁米诺/过氧化氢体系产生发光信号，蓖麻毒素的浓度越高，占据更多的纳米酶探针结合位点，导致与修饰互补dna链的光纤探头结合的纳米酶探针减少，产生的发光信号也随之降低。
3、该生物传感器利用标记核酸适配体的卟啉基金属有机框架纳米酶探针和鲁米诺/过氧化氢底物，使用化学发光光纤生物传感平台，其可为医学和环境领域的蓖麻毒素检测提供强有力的检测手段。基于核酸适配体的高度特异性，该生物传感器对蓖麻毒素检测具有良好的选择性和抗干扰性。
4、本专利技术采用的技术方案：
5、第一方面，本专利技术提供一种卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，具体包括如下步骤：
6、s1：8.5～34质量份的氯化锆和12～48质量份的5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉氯化铁溶于n,n-二甲基甲酰胺中分散均匀；向上述混合液中加入n,n-二甲基甲酰胺体积4～32％的甲酸，形成均一溶液；将混合溶液转移，在110～130℃油浴下回流反应；回流反应结束后离心处理，洗涤后烘干、冷却，获得产物pcn；
7、s2：将pcn于去离子水中分散均匀，形成浓度为1～4mg/ml的pcn均一溶液；向pcn溶液中加入浓度为1～2wt.％的氯铂酸溶液，体积为pcn溶液的0.3～2％，室温下搅拌均匀；随后逐滴加入浓度为2～6mg/ml的硼氢化钠溶液，体积pcn溶液的0.6～4％，室温下继续搅拌均匀，至pt4+被完全还原；反应结束后，离心、洗涤、烘干、冷却，获得产物pt-pcn；
8、s3：pt-pcn在tris-hcl中分散均匀，形成浓度为1～4mg/ml的pt-pcn均一溶液；向该pt-pcn溶液中加入pt-pcn溶液体积0.2～0.3％的浓度为0.3～3.6μm的富含鸟嘌呤的dna溶液，所述富含鸟嘌呤的dna序列为5′-cccatagggaagtggggga-3′；和pt-pcn溶液体积0.2～0.3％的浓度为0.3～3.6μm的核酸适配体溶液，所述核酸适配体序列为5′-acacccaccgcaggcagacgcaacgcctcggagactagcc-3′；
9、35～40℃下充分反应后，向反应体系中加入pt-pcn溶液体积0.1～0.3％的浓度为1.3～2.6mol/l的nacl溶液，老化处理；老化完毕后离心处理，将离心产物溶于浓度为25～50mmol/l含有k+的tris-hcl缓冲液中，随后向上述溶液加入tris-hcl缓冲液体积20～40％的血红素溶液，所述血红素溶液浓度为0.5～2mg/ml；35～40℃继续反应至充分，随后离心；将离心产物重悬于含有k+的tris-hcl缓冲液中，得到偶联核酸适配体的卟啉基金属有机框架纳米酶探针，简称为纳米酶探针。
10、优选地，所述步骤s2中，离心、洗涤、烘干、冷却的具体操作为：在10000rpm转速下离心处理10min，用无水乙醇和去离子水交替洗涤三次，60℃烘干、冷却，获得产物pt-pcn。
11、优选地，所述步骤s3中，老化处理后的溶液在13000rpm离心处理10min；加入血红素溶液反应后7500rpm离心10min。
12、优选地，所述步骤s2中pcn均一溶液为20～30ml。
13、进一步地，所述步骤s3中，将老化完毕后离心产物溶于500μl含有k+的tris-hcl缓冲液。
14、第二方面，本专利技术提供一种用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器，包括卟啉基金属有机框架纳米酶探针1、修饰互补dna链的光纤探头2、微通道样品池模块3、光电倍增管模块4、控制电路与信号处理模块5、平板电脑6；
15、所述卟啉基金属有机框架纳米酶探针1与修饰互补dna链的光纤探头2偶联，修饰互补dna链的光纤探头2的一端连接微通道样品池模块3，另一端连接光电倍增管模块4；所述光电倍增管模块4、控制电路与信号处理模块5、电脑6依次连接；
16、所述纳米酶探针1与修饰互补dna链光纤探头2偶联；所述修饰互补dna链的光纤探头2上修饰的互补dna链的序列为
17、5′-ggctagtctccggaggcgttgcgtctgcctgcggtgggtgt-3′。
18、优选地，所述光电倍增管模块4检测波长为420nm。
19、第三方面，本专利技术提供一种第二方面所述该生物传感器检测蓖麻毒素的方法，具体步骤如下：
20、配制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，离心、洗涤、烘干、冷却的具体操作为：在10000rpm转速下离心处理10min，用无水乙醇和去离子水交替洗涤三次，60℃烘干、冷却，获得产物Pt-PCN。
3.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，老化处理后的溶液在13000rpm离心处理10min；加入血红素溶液反应后7500rpm离心10min。
4.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中PCN均一溶液为20～30mL。
5.根据权利要求4所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将老化完毕后离心产物溶于500μL含有K+的Tris-HCl缓冲液。
6.一种用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器，其特征在于，包括权利要求1～5中任意一项所
7.根据权利要求6所述的用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器，其特征在于，所述光电倍增管模块(4)检测波长为420nm。
8.一种权利要求6或7所述的生物传感器检测蓖麻毒素的方法，其特征在于，具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的生物传感器检测蓖麻毒素的方法，其特征在于，所述测试完毕的光纤探头(2)的再生方法如下：通入SDS溶液再生光纤探头(2)，然后通入Tris-HCl缓冲溶液清洗。
10.根据权利要求8所述的生物传感器检测蓖麻毒素的方法，其特征在于，所述样品a的鲁米诺溶液的浓度为1.5～4μmol，体积为40～80μL；过氧化氢的浓度为1.5～4mmol，体积为40～80μL；样品b中纳米酶探针(1)溶液的使用量为20～100μL，使用浓度为25～75μg/mL；所述样品c中的纳米酶探针(1)溶液，使用量为20～100μL，使用浓度为25～75μg/mL，混合后的蓖麻毒素浓度不超过200ng/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，离心、洗涤、烘干、冷却的具体操作为：在10000rpm转速下离心处理10min，用无水乙醇和去离子水交替洗涤三次，60℃烘干、冷却，获得产物pt-pcn。
3.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，老化处理后的溶液在13000rpm离心处理10min；加入血红素溶液反应后7500rpm离心10min。
4.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中pcn均一溶液为20～30ml。
5.根据权利要求4所述的卟啉基金属有机框架纳米酶探针的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，将老化完毕后离心产物溶于500μl含有k+的tris-hcl缓冲液。
6.一种用于蓖麻毒素检测的卟啉基金属有机框架纳米酶介导的化学发光光纤生物传感器，其特征在于，包括权利要求1～5中任意一项所述方法制备的卟啉基金属有机框架纳米酶探针...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱安娜，伊志豪，肖爽，康新政，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院防化研究院，
类型：发明
国别省市：
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