CN112851888A - 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用 - Google Patents

一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112851888A
CN112851888A CN201911178828.5A CN201911178828A CN112851888A CN 112851888 A CN112851888 A CN 112851888A CN 201911178828 A CN201911178828 A CN 201911178828A CN 112851888 A CN112851888 A CN 112851888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous membrane
adenosine monophosphate
polymer
artificial intelligence
cyclic adenosine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911178828.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112851888B (zh
Inventor
卿光焱
王东东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201911178828.5A priority Critical patent/CN112851888B/zh
Publication of CN112851888A publication Critical patent/CN112851888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112851888B publication Critical patent/CN112851888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明提供一种人工智能纳米通道材料及其制备方法，此材料可选择性识别环磷酸腺苷(cAMP)，利用表面原子转移自由基聚合反应机制，将丙烯酰精氨酸‑苏氨酸‑丙氨酸(ARTA)和N‑异丙基丙烯酰胺两组分共聚接枝到无机多孔膜孔道内表面。本发明受生物体内细胞膜离子通道的启发，通过表面引发原子转移自由基聚合的方法，将对环磷酸腺苷具有响应性的智能聚合物修饰到多孔膜的孔道内，以构建具有选择性、响应性和可控性的仿生人工纳米通道。环磷酸腺苷通过纳米通道时，通过皮安计测量孔道电流的变化最终实现了对环磷酸腺苷及其类似物的灵敏性检测，在生物传感及生物分离领域都有着十分重要的理论和实际意义。

Description

一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检 测中的应用
技术领域
本发明属于人工智能纳米通道材料领域，具体涉及一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用。
背景技术
环磷酸腺苷(cAMP)作为第二信使，在许多生物过程中起着至关重要的作用，包括代谢调节，传递cAMP依赖性途径和细胞内信号转导，如环核苷酸门控离子通道(CNG通道)、大多数动物细胞中的Na+/Ca2+通道等。临床观察表明外源性环磷酸腺苷(cAMP)进入体内可直接或间接激活一系列蛋白激酶，增加磷酸化酶，具有舒张平滑肌、扩张血管、改善肝功能、促进神经再生、抑制皮肤外层细胞分裂和转化异常细胞的功能。机体内在缺氧时可使糖原分解以供应能量，从而促使呼吸链氧化酶的活化，改善心肌缺氧；抑制自由基的产生，防止缺血再灌注损伤；提高血中cAMP的浓度，从而减轻缺血后的炎性反应，改善缺血导致的毛细血管通透性改变，改善抑郁症和消化功能障碍等特性。
研究发现，cAMP与过敏性疾病、糖尿病、恶性肿瘤及癌症、高血压、冠心病和心肌梗死等多种疾病的发生密切相关。因此，对生物体内cAMP的动态监控和定量研究成为了生命科学领域的热点问题。目前对于磷酸腺苷的检测，主要采用的方法是高效液相色谱法及放射元素标记法，高效液相色谱法分离度好、灵敏度高、操作简便，但其成本较高；放射元素标记法采用32P或3H在生物代谢过程中进行标记，先进行色谱分离，然后通过放射图谱或质谱技术进行定性或者定量的检测，此方法不仅费时费力，而且由于生物体系复杂导致检测灵敏度不高，另外具有放射性危险。因此，开发一种检测速度快、灵敏度高、操作简便、成本低廉的检测系统显得尤为重要。本发明受生物体内细胞膜离子通道的启发，通过表面引发原子转移自由基聚合和原位修饰的方法，将对环磷酸腺苷具有响应性的智能聚合物修饰到多孔膜的孔道内，以构建具有选择性、响应性和可控性的仿生人工纳米通道。环磷酸腺苷通过纳米通道时，与孔道内表面修饰的智能聚合物的响应造成后者构象发生剧烈变化，从而导致孔道有效直径变小，通过皮安计测量孔道电流的变化最终实现了对环磷酸腺苷及其类似物的灵敏性检测，在生物传感及生物分离领域都有着十分重要的理论和实际意义。
发明内容
本发明旨在提供一种对环磷酸腺苷具有识别能力的智能响应性聚合物(人工智能纳米通道材料)，并通过表面引发原子转移自由基聚合的方法，在无机多孔膜材料，如阳极氧化铝膜(AAO)；或有机多孔膜材料，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜等孔道内表面接枝该响应性聚合物，从而构建仿生的纳米离子通道，该人工纳米通道可被用于环磷酸腺苷的快速检测和分离。
本发明提供了一种人工智能纳米通道材料，所述材料包括多孔膜和接枝到多孔膜孔道内表面的智能聚合物，所述智能聚合物的组分为丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺；所述智能聚合物分子结构如下：
Figure BDA0002290725790000021
其中，x为0.01-0.5；
所述多孔膜为无机多孔膜或有机多孔膜。
所述无机多孔膜为阳极氧化铝膜，孔径为80-100nm；所述有机多孔膜为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
本发明提供了一种人工智能纳米通道材料的制备方法，利用表面原子转移自由基聚合反应机制，将丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺两组分共聚接枝到无机多孔膜孔道内表面。利用原子转移自由基聚合反应机制，经过一步反应，将两组分共聚接枝到溴化处理过的无机多孔膜材料上，如阳极氧化铝膜(AAO)；
(1)将N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺-三肽混合后，二者的摩尔比为1：1-10，加入3-20mLN,N-二甲基甲酰胺超声溶解；
(2)步骤(1)中抽真空—充氮气，循环三次，除去反应体系中残余的氧气；添加溴化亚铜(CuBr)粉末，混合均匀；其中，溴化亚铜与步骤(1)所述N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰-三肽混合物的摩尔比为1:50-100。
(3)向步骤(2)中加入与溴化亚铜相同摩尔数的N，N，N'，N"，N"-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)，接着再进行一次脱氧处理；
(4)氮气保护下将溴化处理过的AAO膜加入，温度60-70℃条件下，反应8-12小时后取出，依次用20mLN,N-二甲基甲酰胺、去离子水、乙醇按顺序浸泡清洗，氮气吹干得到智能聚合物修饰的多孔材料。
本发明提供一种人工智能纳米通道材料的制备方法，利用原位修饰的方法，将丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺双组分共聚物接枝到有机多孔膜孔道内表面。利用原位修饰方法，将双组分聚合物接枝到有机多孔膜材料，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜等。然后将其应用在磷酸腺苷的超高灵敏度检测和不同种类磷酸腺苷的区分等领域。多孔膜材料直径为80-300mm，平均孔径为80-300nm。
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜放入电化学池夹具之间，然后向两侧池中注入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合水溶液(浓度为0.04mol/L)，振荡排除内部气泡后静置活化1小时，用注射器吸出，然后注入0.01mol/L的乙二胺溶液，静置10-12小时，再次用注射器吸出，接着注入已活化的聚合物溶液，静置修饰10小时，用水冲洗三次。
本发明提供了一种人工智能纳米通道材料的应用，应用在环磷酸腺苷的高灵敏度检测方面，具体操作是将聚合物修饰后的多孔膜放入电化学池夹具之间，在池中注入不同浓度的氯化钠或者氯化钾溶液充当电解液，并添加不同浓度、不同种类的磷酸腺苷溶液，然后使用皮安计检测跨膜微电流变化，通过电流变化快速对磷酸腺苷的浓度进行初步的定量分析，并且该方法可以识别并区分不同种类的磷酸腺苷。
具体步骤如下：
步骤1、先采用活化液平衡活化聚合物修饰的多孔膜材料；其中活化液为pH＝2-5含0.01-2.0mol/L的氯化钠或者氯化钾溶液，其中溶剂为去离子水；
步骤2、将聚合物修饰后的多孔膜放入电化学池夹具之间，然后向池中注入pH＝2-10的电解液，振荡排除膜表面气泡后静置5-15分钟，电化学池两端插入电极后用皮安计测量其跨膜电流；其中电解液为pH＝2-10含0.01-2.0mol/L的氯化钠溶液，其中溶剂为去离子水；电极为Ag/AgCl电极、Hg/HgCl或者石墨电极。
步骤3、用注射器移去电化学池中的电解液，重新注入10-11-10-5mol/L磷酸腺苷的电解液(pH＝2-10)，振荡排除膜表面气泡后静置5-15分钟，电化学池两端插入电极后用皮安计测量其跨膜电流。
采用皮安计采集跨膜微电流变化时，电源在电极两端施加脉冲电压，每个脉冲电压持续时间1-10秒，并由皮安计自动在相连的计算机上记录相对应的跨膜微电流。
本发明受生物体内细胞膜离子通道的启发，通过表面引发原子转移自由基聚合的方法，将对环磷酸腺苷具有响应性的智能聚合物修饰到多孔膜的孔道内，以构建具有选择性、响应性和可控性的仿生人工纳米通道。环磷酸腺苷通过纳米通道时，与孔道内表面修饰的智能聚合物发生相互作用造成后者构象发生剧烈变化，从而导致孔道有效直径变小，通过皮安计测量孔道电流的变化最终实现了对环磷酸腺苷及其类似物的灵敏性检测，在生物传感及生物分离领域都有着十分重要的理论和实际意义。
和常规的同位素标记、色谱分离等检测方法相比，聚合物修饰的多孔膜材料在检测环磷酸腺苷时，具有检测灵敏度高，检测速度快，操作简便，成本低廉等优点。适用于复杂生物体系中快速动态地监测环磷酸腺苷含量变化，并对其类似物做出一定区分。
本发明的有益效果为：
1、本发明制备的聚合物修饰的多孔膜材料在检测环磷酸腺苷时，具有检测灵敏度高，检测速度快，操作简便，成本低廉等优点。适合于复杂样品体系中磷酸腺苷含量水平的动态监测；
2、本发明制备的聚合物修饰的多孔膜材料在检测环磷酸腺苷时，对不同的磷酸腺苷响应性不同，因此可以实现不同磷酸腺苷的区分；
3、本发明制备的聚合物修饰的多孔膜材料在检测环磷酸腺苷时，检测信号是微电流，容易控制、监测，此外，该系统兼容性好，易与其它器件或仪器联用，具有很好的可扩展性。
附图说明
图1.双组分聚合物分子结构示意图
图2.聚合物修饰的多孔膜材料结构示意图
图3.环磷酸腺苷浸泡前后聚合物接枝的AAO膜材料的表面形貌AFM图聚合物构象图
图4.PET膜材料的表面形貌SEM图
图5.聚合物接枝的PET膜在不同浓度的环磷酸腺苷溶液(含0.01mol/L的氯化钠)中的跨膜电流变化
图6.智能聚合物膜表面对环磷酸腺苷，三磷酸腺苷的石英晶体微天平(QCM)吸附曲线
图7.金电极在不同浓度环磷酸腺苷和三磷酸腺苷溶液中的交流阻抗图谱
图8.金电极在不同浓度环磷酸腺苷和三磷酸腺苷溶液中电子转移电阻的下降比例图
图9.聚合物修饰的多孔膜材料在检测磷酸腺苷时具体装置示意图
图10.智能聚合物接枝的AAO膜在电解质溶液和环磷酸腺苷的电解质溶液中的伏安特性曲线
图11.不同浓度环磷酸腺苷和三磷酸腺苷的电解液中的跨膜微电流变化曲线
具体实施方式
为使本发明的内容、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和附图进一步阐述本发明，这些实例仅用于说明本发明，而本发明不仅限于以下实施例。
实施例中所用原料及设备:
AAO膜材料由合肥经汇纳米科技有限公司购得。三肽序列精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(RTA，纯度>95％)由Synpeptide Co.,Ltd公司购得。N-异丙基丙烯酰胺，丙烯酰氯以及测试用各种磷酸腺苷由Sigma-Aldrich公司购得。溴化亚铜(CuBr，99.999％)，丙烯酰氯以及测试用各种磷酸腺苷由Alfa Aesar公司购得。1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)由伊诺凯公司购得。N-异丙基丙烯酰胺在使用前用正己烷重结晶三次，放置在冰箱中冷藏备用。其他试剂均使用分析纯。跨膜微电流数据由Keithley6487型皮安计自动采集并记录。石英微天平(QCM)吸附数据由Q-Sense E4 system检测获得。原子力显微镜形貌数据由Bruker Multimode 8型AFM获得。扫描电子显微镜形貌数据由JSM-7800F型SEM采集获得。等温量热滴定数据由Malvern MicroCal iTC200系统采集获得。
实施例1
接枝智能聚合物薄膜的多孔材料的制备
人工智能纳米通道材料结构为双组分智能聚合物结构，如图1所示，其中X≈0.1，以AAO和PET膜为例。
智能聚合物薄膜接枝AAO膜：在100mL欣维尔反应瓶中加入1mmol N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和0.11mmol丙烯酰胺-三肽(ARTA)，并加入5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)超声溶解5分钟。反应体系抽真空—充氮气，循环三次，除去反应体系中残余的氧气。随后加入0.02mmol溴化亚铜(CuBr)粉末，混合均匀。然后通过注射加入0.02mmol N，N，N'，N"，N"-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)，接着再进行一次脱氧处理。氮气保护下将溴化处理过的AAO膜加入反应瓶中。在氮气保护、恒温65℃条件下，反应12h后取出，依次用20mL N,N-二甲基甲酰胺、去离子水、乙醇按顺序浸泡清洗，氮气吹干后备用，得到如图2所示的多孔膜材料。图3为环磷酸腺苷浸泡前后聚合物接枝的AAO膜材料的表面形貌AFM图。
智能聚合物薄膜接枝PET膜：将PET膜(如图4所示)放入电化学池夹具之间，然后向两侧池中注入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合水溶液(浓度为0.04mol/L)，振荡排除内部气泡后静置活化1小时，用注射器吸出，然后注入浓度为0.01mol/L的乙二胺溶液，静置10-12小时，再次用注射器吸出，接着注入已活化的聚合物溶液，静置10小时，用水冲洗三次后测试。图5聚合物接枝的PET膜在不同浓度的环磷酸腺苷溶液(含0.01mol/L的氯化钠)中的跨膜电流变化。
初步应用实例
实施例2
通过QCM-D吸附量测定的方法，以评价该智能聚合物表面对环磷酸腺苷(cAMP)，三磷酸腺苷(ATP)不同的吸附行为。按实施例1所述类似方法将该聚合物接枝到QCM-D芯片表面，在控温20℃条件下，以去离子水为载液分别对浓度为10μmol/L的环磷酸腺苷，三磷酸腺苷进行吸附实验。图6显示了该智能聚合物膜表面对环磷酸腺苷，三磷酸腺苷均有较强的吸附并且具有一定的区分能力，即两种磷酸腺苷在该聚合物表面的吸附量各不相同。
实施例3
按实施例1所述制备方法，将聚合物接枝在金电极表面，采用交流阻抗测试浸入不同浓度的环磷酸腺苷的铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液，浓度分别为10-11、10-10、10-9、10-8、10-7、10-6或10-5mol/L。静置15-20分钟之后通过电化学工作站采用交流阻抗测试方法测试，图7和图8可以看到该智能聚合物薄膜材料在浸泡在不同浓度cAMP和ATP对应的曲线和电子转移电阻的变化值，说明该智能聚合物对环磷酸腺苷具有响应性。
检测应用实例
聚合物修饰的多孔材料以AAO膜为例，其活化平衡过程为：将聚合物接枝的AAO膜装入表面皿中，加入200μLpH＝2.5含0.1mol/L氯化钠的活化液，静置10分钟后，将AAO膜取出，用200μL去离子水冲洗后氮气吹干后进行下述实验操作。
实施例4
1)将上述活化后的聚合物修饰的AAO膜放入电化学池夹具之间，然后向池中注入pH＝7含0.1mol/L氯化钠的电解液，振荡排除膜表面气泡后静置10分钟，电化学池两端插入Ag/AgCl电极后用皮安计测量其跨膜电流(具体装置如图9所示)。
2)用注射器移去电化学池中的电解液，重新注入添加有浓度分别为10-11、10-10、10-9、10-8、10-7、10-6或10-5mol/L环磷酸腺苷的电解液(pH＝7，含0.1mol/L氯化钠)，振荡排除气泡后静置10分钟，电化学池两端插入Ag/AgCl电极后用皮安计测量其跨膜电流。
其中采用皮安计采集跨膜微电流变化时，电源在电极两端施加脉冲电压，每个脉冲电压持续时间4秒，并由皮安计自动在相连的计算机上记录相对应的跨膜微电流。
以0～+0.2V为例，由图10可见，聚合物接枝的AAO膜在电解质溶液和环磷酸腺苷的电解质溶液中的离子移动速率发生了改变，其伏安特性曲线发生了明显变化。另外当我们以+0.2V时的跨膜微电流为例，在中不同浓度的环磷酸腺苷和三磷酸腺苷的电解质溶液中(图11)，接枝有聚合物的AAO膜发生了不同程度的电流下降的现象。由此可见，该聚合物接枝的AAO材料对于环磷酸腺苷表现出了依赖于其浓度的不同响应性，有望被用于环磷酸腺苷的快速定量检测。
综上所述，本发明聚合物修饰的多孔膜材料对于环磷酸腺苷有很好的响应能力，通过跨膜电流的监测能够实现对环磷酸腺苷初步定量检测，并且对不同的磷酸腺苷展现出了一定的区分能力。同时与传统的检测方法相比具有检测速度快、灵敏度高和成本低廉的优点。因此可将其应用于复杂生物体系中磷酸腺苷浓度检测，另外由于该方法检测信号为常用电信号，兼容性好，因此有望结合其他检测手段，应用于环磷酸腺苷的检测分析甚至生物体内信号通路的研究等领域。

Claims (10)

1.一种人工智能纳米通道材料，其特征在于：所述材料包括多孔膜和接枝到多孔膜孔道内表面的智能聚合物，所述智能聚合物的组分为丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺；所述智能聚合物分子结构如下：
Figure FDA0002290725780000011
其中，x为0.01-0.5；
所述多孔膜为无机多孔膜或有机多孔膜。
2.根据权利要求1所述的人工智能纳米通道材料，其特征在于：所述无机多孔膜为阳极氧化铝膜，孔径为80-100nm；所述有机多孔膜为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
3.一种如权利要求1-2任一项所述人工智能纳米通道材料的制备方法，其特征在于：利用表面原子转移自由基聚合反应机制，将丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺两组分共聚接枝到无机多孔膜孔道内表面。
4.一种如权利要求1-2任一项所述人工智能纳米通道材料的制备方法，其特征在于：利用原位修饰的方法，将丙烯酰精氨酸-苏氨酸-丙氨酸(ARTA)和N-异丙基丙烯酰胺双组分共聚物接枝到有机多孔膜孔道内表面。
5.根据权利要求3所述的人工智能纳米通道材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)将N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰-三肽混合后，二者的摩尔比为1：1-10，加入3-20mLN,N-二甲基甲酰胺超声溶解；
(2)步骤(1)中抽真空—充氮气，循环三次，除去反应体系中残余的氧气；添加溴化亚铜(CuBr)粉末，混合均匀；其中，溴化亚铜与步骤(1)所述N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰-三肽混合物的摩尔比为1:50-100；
(3)向步骤(2)中加入与溴化亚铜相同摩尔数的N，N，N'，N"，N"-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)，接着再进行一次脱氧处理；
(4)氮气保护下将溴化处理过的AAO膜加入，温度60-70℃条件下，反应8-12小时后取出，依次用20mLN,N-二甲基甲酰胺、去离子水、乙醇按顺序浸泡清洗，氮气吹干得到智能聚合物修饰的多孔材料。
6.根据权利要求4所述的人工智能纳米通道材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜放入电化学池夹具之间，然后向两侧池中注入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合水溶液(浓度为0.04mol/L)，振荡排除内部气泡后静置活化1小时，用注射器吸出，然后注入浓度为0.01mol/L的乙二胺溶液，静置10-12小时，再次用注射器吸出，接着注入已活化的聚合物溶液，静置修饰10小时，用水冲洗三次。
7.一种权利要求1所述的人工智能纳米通道材料的应用，其特征是：应用在环磷酸腺苷的高灵敏度检测方面，将聚合物修饰后的多孔膜放入电化学池夹具之间，在池中注入不同浓度的氯化钠溶液充当电解液，并添加不同浓度、不同种类的磷酸腺苷溶液，然后使用皮安计检测通过修饰有智能聚合物的多孔膜材料的微电流变化。
8.根据权利要求7所述的人工智能纳米通道材料的应用，其特征在于：
具体步骤如下：
步骤1、先采用活化液平衡活化聚合物修饰的多孔膜材料；
步骤2、将聚合物修饰后的多孔膜放入电化学池夹具之间，然后向池中注入pH＝2-10的电解液，振荡排除膜表面气泡后静置5-15分钟，电化学池两端插入电极后用皮安计测量其跨膜电流；
步骤3、用注射器移去电化学池中的电解液，重新注入10-11-10-5mol/L磷酸腺苷的电解液(pH＝2-10)，振荡排除膜表面气泡后静置5-15分钟，电化学池两端插入电极后用皮安计测量其跨膜电流。
9.根据权利要求8所述的人工智能纳米通道材料的应用，其特征在于：
所述步骤1)中活化液为pH＝2-5含0.01-2.0mol/L的氯化钠或者氯化钾溶液，其中溶剂为去离子水；
所述步骤2)中电解液为pH＝2-10含0.01-2.0mol/L的氯化钠溶液，其中溶剂为去离子水；
所述步骤2)中电极为Ag/AgCl电极、Hg/HgCl或者石墨电极。
10.根据权利要求8所述的人工智能纳米通道材料的应用，其特征在于：采用皮安计采集跨膜微电流变化时，电源在电极两端施加脉冲电压，每个脉冲电压持续时间1-10秒，并由皮安计自动在相连的计算机上记录相对应的跨膜微电流。
CN201911178828.5A 2019-11-27 2019-11-27 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用 Active CN112851888B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911178828.5A CN112851888B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911178828.5A CN112851888B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112851888A true CN112851888A (zh) 2021-05-28
CN112851888B CN112851888B (zh) 2023-06-09

Family

ID=75985323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911178828.5A Active CN112851888B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112851888B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112851888B (zh) * 2019-11-27 2023-06-09 中国科学院大连化学物理研究所 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107356647A (zh) * 2017-07-04 2017-11-17 济南大学 一种灵敏定量检测atp的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112851888B (zh) * 2019-11-27 2023-06-09 中国科学院大连化学物理研究所 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107356647A (zh) * 2017-07-04 2017-11-17 济南大学 一种灵敏定量检测atp的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
严孟: ""基于多孔阳极氧化铝膜的糖响应性离子通道的研究"", 《万方硕博论文库》 *
刘丹等: ""基于聚N-异丙基丙烯酰胺的细胞智能分离材料"", 《化学进展》 *
王辉: ""基于多孔纳米通道的糖超灵敏传感器的研究"", 《万方硕博论文库》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112851888B (zh) * 2019-11-27 2023-06-09 中国科学院大连化学物理研究所 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112851888B (zh) 2023-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105004775B (zh) 二硫化物点/纳米片复合物dna电化学探针及其制备方法和应用
Chen et al. Construction of a flexible electrochemiluminescence platform for sweat detection
WO2016062101A1 (zh) 检测ndm-1的修饰电极及其制备方法和应用
Tiwari et al. An enzyme-free highly glucose-specific assay using self-assembled aminobenzene boronic acid upon polyelectrolytes electrospun nanofibers-mat
CN104237344A (zh) 用于卡那霉素检测的电化学适体电极及其制备方法
CN105954336B (zh) 一种无酶超氧阴离子电化学传感器及其制备方法和应用
Su et al. Covalent organic frameworks and electron mediator-based open circuit potential biosensor for in vivo electrochemical measurements
CN109490385A (zh) 基于Au-ZIF-8/OMC介孔碳的生物传感器及其制备方法
CN106568831B (zh) 一种用于检测磷酸肌醇的多孔膜材料及其制备与检测方法
Cui et al. An antifouling electrochemical biosensor based on a protein imprinted hydrogel for human immunoglobulin G recognition in complex biological media
You et al. Label-free electrochemical multi-sites recognition of G-rich DNA using multi-walled carbon nanotubes–supported molecularly imprinted polymer with guanine sites of DNA
CN112851888B (zh) 一种人工智能纳米通道材料及其制备方法和在环磷酸腺苷检测中的应用
CN103487484A (zh) 一种超敏感石墨烯电极及其制备方法
CN108398478A (zh) 基于腺嘌呤/Au（Ⅲ）复合物的多功能电化学传感器的构建方法及应用
CN1966719B (zh) 一种用于毛细管电泳dna测序的聚合物/金纳米粒子复合介质及其制备方法
CN109813787A (zh) 一种MnO2/Fe2O3@无定形碳复合材料、核酸适体传感器及其制备方法和应用
CN106198503B (zh) 一种电化学发光夹心生物传感器及制备与应用
CN111482090B (zh) 一种离子响应型智能聚合物修饰的多孔膜材料及其制备方法与应用
Huan et al. Enantioselective recognition of amino acid by differential pulse voltammetry in molecularly imprinted monolayers assembled on Au electrodes
CN111410768A (zh) 一种三组分智能聚合物修饰的多孔膜材料及其制备方法和应用
CN106814118A (zh) 一种自供能miRNA生物传感器的制备方法
CN111484646B (zh) 一种智能响应性聚合物修饰的多孔膜材料及其制备方法和应用
CN109406596A (zh) 一种检测microRNA-21的电化学传感器、其制备方法及应用
CN103543187A (zh) 用于检测胆固醇的疏水性离子液体固定胆固醇酶普鲁士蓝修饰电极
Ci et al. Electrochemical method for determination of erythrocytes and leukocytes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant