一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及生物传感器技术领域，具体涉及一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器及其制备方法。
背景技术：
2.糖尿病是由不同发病机制和病因引起的体内胰岛素不足，而导致糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱，并以严重高血糖为主要临床表现的代谢性疾病。糖尿病分为两种主要形式：1型糖尿病(t1dm)，它是一种自身免疫性疾病，其诱导产生胰岛素的胰腺β细胞的破坏，导致胰岛素的绝对缺乏；
②
2型糖尿病(t2dm)，主要特征是胰岛素抵抗，其中外周组织不能对胰岛素刺激做出正常反应，机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症，以维持血糖的稳定。糖尿病的检测通常是以检测血液中的葡萄糖来实现的。
3.现有的血糖检测方式一般采用血糖仪检测。这类设备配置的检测产品常借助于葡萄糖氧化酶作为检测葡萄糖的关键基元，这类传感器在易变的体液环境中，容易发生酶降解等问题，具有稳定性差的特性。
技术实现要素：
4.本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器及其制备方法，能在全血环境中高灵敏度地检测葡萄糖，不需要任何酶参与，检测过程十分便捷。
5.为解决上述问题，本发明的技术方案如下：本发明保护一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还有如下改进。
7.进一步，所述基材为芳纶膜。
8.进一步，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。
9.本发明还保护上述检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，包括以下步骤：
10.s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将带有胺基的聚合物配制成溶液，将haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热反应，利用胺基将金还原，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液，而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末；
11.s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成溶液，基材浸润在溶液中，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的基材，而后将葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到基材上，封装后制得比色传感器。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还有如下改进。
13.进一步，所述步骤s1中，所述聚合物为hpei，配制成3mg/ml的溶液。
14.优选的，所述步骤s1中，所述haucl4溶液的浓度为0.01％。
15.优选的，所述步骤s1中，反应温度为80℃，反应时间为2h以上。
16.进一步，所述步骤s2中，所述聚合物稳定纳米金粒子配制成6mg/ml的溶液。
17.优选的，所述步骤s2中，所述浸润时间为5min以上。
18.进一步，所述步骤s2中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的浓度为1.0
×
10-6mol/l，每1cm2的附有纳米金粒子的基材的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的滴加量分别为10μl、25μl和25μl。
19.本发明的有益效果是：首先，本发明采用了杂交链式反应技术，使用金纳米粒子在聚集或分散状态颜色不同的特性，制备出比色传感器，能够十分便捷的检测血糖，肉眼可识别，检测极为准确，速度也极快；其次，本发明并未采用任何酶，传感器稳定，易于长时间储存；最后，本发明操作十分便捷，无需仪器设备。
具体实施方式
20.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
21.本发明设计了一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。
22.在本发明较为优选的实施方式中，所述基材为芳纶膜。
23.在本发明较为优选的实施方式中，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。
24.本发明的基本原理如下：纳米金粒子在聚集状态下和非聚集状态下的颜色不同，这种色彩的区别，肉眼便可以辨识。而在h1探针和h2探针在粘性末端基团的作用下与纳米金粒子结合，防止其聚集。而在存在葡萄糖后，葡萄糖与葡萄糖适配体结合，形成靶向基团，在其作用下，h1探针和h2探针会脱离金纳米粒子与靶向基团结合，此时，会引发金粒子的聚集，使得颜色发生改变。
25.三种序列的序列具体如下：
26.seq id no.1：acgaccgtgtgtgttacagtgtccattgtcgt；
27.seq id no.2：tgctgttacc tctcgttgtgtgtgccag；
28.seq id no.3：cgaccgtgtg tgtadtttctccattgtcg。
29.实施例
30.制备葡萄糖比色传感器
31.s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将聚合物hpei配制成3mg/ml的溶液，将0.01％的haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热至80℃，反应2h以上，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液；而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末。其中，haucl4溶液和聚合物溶液的用量比为3∶2。
32.s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成6mg/ml的溶液，将芳纶膜浸润在溶液中5min以上，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的芳纶膜；而后分别取1.0
×
10-6mol/l葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到附有纳米金粒子的芳纶膜上，充分静置使滴加液分散，最后封装后制得本实施例的比色传感器。其中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的添加量为每1cm2的附有纳米金粒子的芳纶膜分别添加10μl、25μl和25μl的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针溶液。
33.实验例
34.取带有葡萄糖的小牛血清和不带有葡萄糖的小牛血清各25μl，分别取两个实施例制备的传感器，将两种血清分别滴加到两个传感器上，静置，观察结果。
35.经过计时观察后，滴加带有葡萄糖的小牛血清的传感器52s后变色，而滴加不带有葡萄糖的小牛血清颜色未发生任何变化。
36.由以上实验可以看出，本发明制备的传感器能够快速检测血糖。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。2.根据权利要求1所述的一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，所述基材为芳纶膜。3.根据权利要求1所述的一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。4.一种权利要求1～3所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将带有胺基的聚合物配制成溶液，将haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热反应，利用胺基将金还原，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液，而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末；s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成溶液，基材浸润在溶液中，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的基材，而后将葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到基材上，封装后制得比色传感器。5.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述聚合物为hpei，配制成3mg/ml的溶液。6.根据权利要求5所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述haucl4溶液的浓度为0.01％。7.根据权利要求5所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，反应温度为80℃，反应时间为2h以上。8.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述聚合物稳定纳米金粒子配制成6mg/ml的溶液。9.根据权利要求8所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述浸润时间为5min以上。10.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的浓度为1.0
×
10-6
mol/l，每1cm2的附有纳米金粒子的基材的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的滴加量分别为10μl、25μl和25μl。
技术总结
本发明公开了一种检测葡萄糖的HCR的纳米金比色传感器，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、H1探针和H2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为SEQ ID NO.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述H1探针和H2探针的核苷酸序列为SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3，所述序列上前后两端分别接有荧光基团和荧光淬灭基团，形成发夹探针。本发明还保护上述传感器的制备方法。本发明能在全血环境中高灵敏度地检测葡萄糖，不需要任何酶参与，检测过程十分便捷。检测过程十分便捷。
技术研发人员：谢玲玲
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/12
技术领域
1.本发明涉及生物传感器技术领域，具体涉及一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器及其制备方法。
背景技术：
2.糖尿病是由不同发病机制和病因引起的体内胰岛素不足，而导致糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱，并以严重高血糖为主要临床表现的代谢性疾病。糖尿病分为两种主要形式：1型糖尿病(t1dm)，它是一种自身免疫性疾病，其诱导产生胰岛素的胰腺β细胞的破坏，导致胰岛素的绝对缺乏；
②
2型糖尿病(t2dm)，主要特征是胰岛素抵抗，其中外周组织不能对胰岛素刺激做出正常反应，机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症，以维持血糖的稳定。糖尿病的检测通常是以检测血液中的葡萄糖来实现的。
3.现有的血糖检测方式一般采用血糖仪检测。这类设备配置的检测产品常借助于葡萄糖氧化酶作为检测葡萄糖的关键基元，这类传感器在易变的体液环境中，容易发生酶降解等问题，具有稳定性差的特性。
技术实现要素：
4.本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器及其制备方法，能在全血环境中高灵敏度地检测葡萄糖，不需要任何酶参与，检测过程十分便捷。
5.为解决上述问题，本发明的技术方案如下：本发明保护一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还有如下改进。
7.进一步，所述基材为芳纶膜。
8.进一步，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。
9.本发明还保护上述检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，包括以下步骤：
10.s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将带有胺基的聚合物配制成溶液，将haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热反应，利用胺基将金还原，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液，而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末；
11.s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成溶液，基材浸润在溶液中，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的基材，而后将葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到基材上，封装后制得比色传感器。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还有如下改进。
13.进一步，所述步骤s1中，所述聚合物为hpei，配制成3mg/ml的溶液。
14.优选的，所述步骤s1中，所述haucl4溶液的浓度为0.01％。
15.优选的，所述步骤s1中，反应温度为80℃，反应时间为2h以上。
16.进一步，所述步骤s2中，所述聚合物稳定纳米金粒子配制成6mg/ml的溶液。
17.优选的，所述步骤s2中，所述浸润时间为5min以上。
18.进一步，所述步骤s2中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的浓度为1.0
×
10-6mol/l，每1cm2的附有纳米金粒子的基材的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的滴加量分别为10μl、25μl和25μl。
19.本发明的有益效果是：首先，本发明采用了杂交链式反应技术，使用金纳米粒子在聚集或分散状态颜色不同的特性，制备出比色传感器，能够十分便捷的检测血糖，肉眼可识别，检测极为准确，速度也极快；其次，本发明并未采用任何酶，传感器稳定，易于长时间储存；最后，本发明操作十分便捷，无需仪器设备。
具体实施方式
20.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
21.本发明设计了一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。
22.在本发明较为优选的实施方式中，所述基材为芳纶膜。
23.在本发明较为优选的实施方式中，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。
24.本发明的基本原理如下：纳米金粒子在聚集状态下和非聚集状态下的颜色不同，这种色彩的区别，肉眼便可以辨识。而在h1探针和h2探针在粘性末端基团的作用下与纳米金粒子结合，防止其聚集。而在存在葡萄糖后，葡萄糖与葡萄糖适配体结合，形成靶向基团，在其作用下，h1探针和h2探针会脱离金纳米粒子与靶向基团结合，此时，会引发金粒子的聚集，使得颜色发生改变。
25.三种序列的序列具体如下：
26.seq id no.1：acgaccgtgtgtgttacagtgtccattgtcgt；
27.seq id no.2：tgctgttacc tctcgttgtgtgtgccag；
28.seq id no.3：cgaccgtgtg tgtadtttctccattgtcg。
29.实施例
30.制备葡萄糖比色传感器
31.s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将聚合物hpei配制成3mg/ml的溶液，将0.01％的haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热至80℃，反应2h以上，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液；而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末。其中，haucl4溶液和聚合物溶液的用量比为3∶2。
32.s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成6mg/ml的溶液，将芳纶膜浸润在溶液中5min以上，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的芳纶膜；而后分别取1.0
×
10-6mol/l葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到附有纳米金粒子的芳纶膜上，充分静置使滴加液分散，最后封装后制得本实施例的比色传感器。其中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的添加量为每1cm2的附有纳米金粒子的芳纶膜分别添加10μl、25μl和25μl的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针溶液。
33.实验例
34.取带有葡萄糖的小牛血清和不带有葡萄糖的小牛血清各25μl，分别取两个实施例制备的传感器，将两种血清分别滴加到两个传感器上，静置，观察结果。
35.经过计时观察后，滴加带有葡萄糖的小牛血清的传感器52s后变色，而滴加不带有葡萄糖的小牛血清颜色未发生任何变化。
36.由以上实验可以看出，本发明制备的传感器能够快速检测血糖。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、h1探针和h2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为seq id no.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述h1探针和h2探针的核苷酸序列为seq id no.2、seq id no.3，所述序列上前后两端分别接有粘性末端基团，形成发夹探针。2.根据权利要求1所述的一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，所述基材为芳纶膜。3.根据权利要求1所述的一种检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器，其特征在于，所述聚合物稳定的金纳米粒子为hpei稳定的纳米金粒子。4.一种权利要求1～3所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.聚合物稳定纳米金粒子的制备，将带有胺基的聚合物配制成溶液，将haucl4溶液加入到聚合物溶液中，加热反应，利用胺基将金还原，制备出聚合物稳定纳米金粒子溶液，而后加热烘干，制得聚合物稳定纳米金粒子粉末；s2.传感器的制备，将聚合物稳定纳米金粒子粉末配制成溶液，基材浸润在溶液中，而后烘干溶剂，制得附有纳米金粒子的基材，而后将葡萄糖适配体、h1探针和h2探针均匀滴加到基材上，封装后制得比色传感器。5.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述聚合物为hpei，配制成3mg/ml的溶液。6.根据权利要求5所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述haucl4溶液的浓度为0.01％。7.根据权利要求5所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，反应温度为80℃，反应时间为2h以上。8.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述聚合物稳定纳米金粒子配制成6mg/ml的溶液。9.根据权利要求8所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述浸润时间为5min以上。10.根据权利要求4所述的检测葡萄糖的hcr的纳米金比色传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的浓度为1.0
×
10-6
mol/l，每1cm2的附有纳米金粒子的基材的葡萄糖适配体、h1探针和h2探针的滴加量分别为10μl、25μl和25μl。
技术总结
本发明公开了一种检测葡萄糖的HCR的纳米金比色传感器，包括基材，所述基材上附着有聚合物稳定的金纳米粒子、葡萄糖适配体、H1探针和H2探针；所述葡萄糖适配体的核苷酸序列为SEQ ID NO.1，所述序列上接有与葡萄糖更易结合的修饰基团；所述H1探针和H2探针的核苷酸序列为SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3，所述序列上前后两端分别接有荧光基团和荧光淬灭基团，形成发夹探针。本发明还保护上述传感器的制备方法。本发明能在全血环境中高灵敏度地检测葡萄糖，不需要任何酶参与，检测过程十分便捷。检测过程十分便捷。
技术研发人员：谢玲玲
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/12
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