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专利号: 2020107073352
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的电化学逻辑门,其特征在于,机理如下:本发明采用GSH作为生物有机配体,银离子(Ag(I))作为金属节点,通过GSH中巯基与Ag(I)和Ag(I)与Ag(I)相互作用简单绿色合成GSH-Ag(I)配位聚合物(GSH-Ag(I)CP),该聚合物对H2O2具有电催化活性。葡萄糖6-磷酸(G6P)和氧化态的还原型辅酶II(NADP+)在G6PD的催化下能够生成NADPH,NADPH和GSSG在GSR催化下能够生成GSH,利用生成的GSH与Ag(I)反应生成配位聚合物,对H2O2产生明显的电催化信号。基于这两类酶与GSH之间的生物关系,设计不同的信号输入及输出构建了四种逻辑门(YES、AND、AND-AND和AND-AND-AND),为GSH相关的疾病诊断与治疗提供了一种新思路。

2.基于谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的电化学逻辑门,具体步骤如下:

(1)GSH-Ag(I)CP的制备

依次取1~10μL浓度为0.1~20mM的硝酸银水溶液、1~10μL浓度为0.1~20mM谷胱甘肽水溶液,混合均匀后加入磷酸缓冲溶液(10mM,pH 7.0,Na2HPO4/NaH2PO4)配成50~120μL的溶液,将溶液在25~40℃下缓缓震荡8~17min,即得到GSH-Ag(I)CP,使用前将该CP溶液与

50~120μL 0.02%wt Nafion溶液混合均匀,静置5~20min。

(2)电化学生物传感器的制备

a.将玻碳电极(GCE,直径为3mm)在麂皮上依次用粒径0.3μm、0.05μm的三氧化二铝粉末抛光0.5~5min,抛光后将电极置于超声清洗器中用超纯水超声清洗1~5min,然后用N2吹干,记为GCE;

b.利用循环伏安法,设置电位范围为-1.5~0.5V、扫速5~20mV/s将0.7~2.4mg/mL石墨烯(GO)醋酸分散液(pH 5.0)电沉积到裸玻碳电极上得到GO/GCE;;然后取5~15μL(1)中溶液滴涂于GO/GCE上,室温下静置20~60min,用超纯水缓缓冲洗电极,记为CP/GO/GCE。

(3)逻辑门的构建

100μL总体积的反应液包括:葡萄糖6-磷酸(G6P)(1~20mM),氧化态的还原型辅酶II(NADP+)(0.01~10mM),葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)(0.5~30U),GSSG(1~50mM)和GSR(0.5~30U),37℃下反应2~10min,将该反应液代替步骤(1)中的GSH实现GSH-Ag(I)CP的制备,其余步骤同(1)和(2)。改变输入信号和输出信号,实现逻辑门的设计。

3.根据权利要求1-2所述基于谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的电化学逻辑门,其特征在于:所有逻辑门都以H2O2电化学信号为信号输出,不同逻辑门具有不同的输入信号:①以Ag(I)为信号输入构建“YES”逻辑门;②以GSH为信号输入构建“YES”逻辑门;③以Ag(I)和GSH为信号输入构建“AND”逻辑门;④以GSSG和NADPH为信号输入构建“AND”逻辑门;⑤以NADP+和GSSG为信号输入构建“AND-AND”逻辑门;⑥以NADP+、GSSG和Ag(I)为信号输入构建“AND-AND-AND”逻辑门。