癌症标志物Ⅳ型胶原酶检测的光电化学生物传感器的构建

【作者】 陈结霞； 尉艳； 冯德香； 王慧； 张克； 赵广超；

【机构】 皖南医学院药学院化学教研室； 安徽师范大学环境科学与工程学院；

【摘要】 蛋白酶作为最重要的生理酶之一,是可以水解蛋白质和多肽肽链的特异性位点的一类酶的总称[1]。胶原酶能够沿着氨基酸序列的特异性位点催化肽键的裂解,在维持生理体系的正常功能过程中发挥着重要的作用,其中包括细胞增殖、分化和凋亡[2]。其中,Ⅳ型胶原酶由于其参与肿瘤浸润和癌细胞的转移[3-4]已经得到了越来越多的关注。在此,我们制备了以巯基丙酸修饰的水溶性CdTe量子点并将其应用于光电化学生物传感器的构建。基于CdTe量子点和Ag纳米粒子间的能量转移耦合蛋白酶的催化水解作用,构建肽链-量子点基的光电化学生物传感器用于癌症标志物Ⅳ型胶原酶的检测。首先,CdTe量子点被固定到铟锡氧化物玻璃(ITO)电极表面通过巯基丙酸包覆的带负电荷的量子点与带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵之间静电吸引作用。随后,设计了一条特殊序列的肽链包含有带正电荷的精氨酸在一端,另一端是半胱氨酸标记的终端且以Ag纳米粒子修饰。肽链末端连接到电极上通过带正电的精氨酸和带负电荷的量子点之间的静电吸引作用。在光照下,因为CdTe量子点和Ag纳米粒子间的激子等离子体能量转移作用,修饰电极获得较低的光电流。Ⅳ型胶原酶加入后可以降解肽链上的Gly-Pro-Ala残基,导致Ag纳米粒子离开电极表面,从而光电流回升。通过实验,我们发现光电流的回升与Ⅳ型胶原酶的浓度呈线性一定的关系,可以实现对Ⅳ型胶原酶浓度的定量测定。传感器的制备过程简单易行,通过变换酶的种类及所设计肽链的序列,可以实现通用型光电化学蛋白酶传感器的构建。更多还原