TWI796010B

TWI796010B - 基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物及其用途

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Publication number: TWI796010B
Application number: TW110143570A
Authority: TW
Inventors: 林宏殷; 李玫樺; 林楚雲
Original assignee: 國立高雄大學
Priority date: 2021-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2023-03-11
Also published as: TW202321693A

Abstract

本發明係關於一種基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物及其用途，尤其係指一種包含導電聚合物單體、二維材料與MMP-1分子的一小部分胜肽作為模版之胜肽拓印導電聚合物。本發明所提供之MMP-1胜肽拓印導電聚合物具高度敏感性、準確度高、分析速度快、所需樣品量少及偵測極限低之優勢，可有效地檢測檢體中之MMP-1，從而達成癌症的提早發現並治療。

Description

基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物及其用途

本發明係關於表位拓印結合電化學聚合之技術領域，特別係提供一種胜肽拓印導電聚合物及其檢測癌症之用途，前述胜肽拓印導電聚合物包含導電聚合物單體、二維材料及基質金屬蛋白酶-1分子之一小部分胜肽作為模版。本發明之胜肽拓印導電聚合物具有靈敏度高、準確度高、分析速度快、所需樣品量少及偵測極限低的優勢，可作為臨床有效地檢測人類檢體中MMP-1的工具，以達到提早發現癌症並進行治療，進而達成延長壽命之功效。

1962年初，在蝌蚪尾鰭首次發現間質膠原酶(interstitial collagenases)，亦即，基質金屬蛋白酶-1(matrix metalloproteinases-1，MMP-1)，MMP-1存在於正常及病變的細胞中，具有調控及裂解膠原與細胞外基質(extracelluar matrix，ECM)的能力，適量的MMP-1為生物維持正常生理功能(例如：胚胎生成、傷口癒合等)所必須，然而，亦有研究指出當MMP-1過度表現則與許多疾病息息相關(例如：癌症、心血管疾病及自體免疫疾病等)。

根據台灣衛生福利部-109年國人死因統計結果，109年十大死因依序為(1)惡性腫瘤(癌症)(2)心臟疾病(3)肺炎，其中，癌症已蟬聯39年國人十大死因之首，而十大癌症死亡率依序為(1)氣管、支氣管及肺癌(2)肝和肝內膽管癌(3)結腸、直腸及肛門癌(4)女性乳癌(5)前列腺(攝護腺)癌(6)口腔癌(7)胰臟癌(8)胃癌(9)食道癌(10)卵巢癌。

至今，已有大量文獻證明MMP-1與乳腺癌、肺癌、皮膚癌、胃癌、軟骨肉瘤、腫瘤增生及轉移等相關，然而，相較其他疾病，癌症較難醫治及痊癒，最主要的原因係大多的癌症早期病徵並不明顯，甚至毫無症狀，除非定期的健康檢查，否則近八成的患者被診斷出癌症時已進入晚期，此時腫瘤早已增生擴大，或發生癌細胞轉移的情況，因此，相關領域極需一種可早期癌症的方法，若能在癌症病發前期篩檢出，以提早進行腫瘤切除搭配標靶治療、放射線治療等，應能有效的降低死亡率及痊癒。

除了至醫療院所進行例行健康檢查外，居家型癌症感測器亦為更加簡便且費用低廉的檢測方式，先前已發展利用可辨識MMP-1的抗體檢測樣本中MMP-1濃度的技術，但受限於檢測極限(LOD)未必能定量出標的待測物之正確值，且這些技術仍有花費時間與勞力成本較高的問題。

近年來，分子拓印高分子(molecular imprinting polymer，MIP)因其相對穩定、操作流程簡便且價格低廉的特性，已迅速被發展以創造新的辨識材料應用於分離旋光性藥物或細胞、生物感測器等，例如中華民國專利公開號TW201435344「一種可檢測尿液中生物指標分子的塗佈高分子拓印立體微結構感測器之製備方法」，即是利用將生物模版拓印在高分子中，形成能與待測檢體互補之分子孔穴，再塗佈於金基版上之奈米陶瓷微結構的表面上，以獲得能檢測尿液中生物指標分子之高分子拓印立體微結構感測器。

蛋白質為近年來分子拓印聚合的新興領域，其分子量大且具有空間及熱力學效應阻礙具選擇性的分子拓印孔洞形成，而因應蛋白質模版分子發展出新的拓印技術稱之為表位拓印(epitope imprinting)，只使用蛋白質分子中的部分胜肽做模版，預期產生出具有識別整個蛋白質能力的拓印孔洞，適當胜肽長短的選擇可提高感測的敏感度，反之，則無法獲得識別能力，利用胜肽片段內疏水性胺基酸的特性，可使拓印模版分子在聚合物中具有方向性，產生一致性的拓印孔洞，進而賦予拓印孔洞高度選擇性。

因此，本發明利用結合表位拓印與電化學聚合法之胜肽拓印導電聚合物技術，提供響應敏感的沉積電極表面，開發出可檢測人體MMP-1濃度之電化學生物感測器，以應用於癌症的診斷，達成準確、平價且能居家使用之功效。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕TW201435344

MMP-1為癌症之指標分子，先前已存在數種藉由定量血清中MMP-1以檢測癌症的方法，例如利用抗體特異性結合、表面電漿共振生物晶片及微流體生物感測器等，然而，因受限於檢測極限(LOD)，而在準確度方面有待提升，又抗體保存不易且製造成本高，應用於相關實驗限制多，例如分析儀器價格昂貴，或是步驟較繁瑣耗時的免疫沉澱法和酵素免疫分析法，亦難以避免過程中人為操作所造成的誤差。

本發明鑑於上述問題，目的在於提供一種檢測人體MMP-1之胜肽拓印導電聚合物，不僅操作簡易、分析時間短、檢測成本降低、具重複利用性、便攜性及高專一性，此外，使用電化學檢測亦可達到具有廣泛量測之電流範圍、穩定性佳及高品質之測量。

為達到上述目的，本發明提供以下技術手段。

在一態樣中，本發明提供一種胜肽拓印導電聚合物，其特徵係包含導電聚合物單體、二維材料及辨識MMP-1之模版分子。

在部分實施型態中，前述導電聚合物單體選自由以下組成之群組的至少一種：苯胺(aniline，AN)、間胺苯磺酸(m-aminobenzenesulfonic acid，MSAN)、3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT)、羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(hydroxymethyl 3,4-ethylenedioxy-thiophene，EDOT-OH)及羅丹寧-3-乙酸三苯胺(Rhodanine-3-acetic acid triphenylamine，TPARA)。

在部分實施型態中，該導電聚合物單體之濃度介於0.001~50重量%(wt%)。

在部分實施型態中，前述辨識MMP-1之模版分子係利用MMP-1分子的一小部分胜肽作為模版，然而，胜肽的長短及片段內所含疏水性胺基酸質則會影響形成之拓印孔洞是否具有專一辨識性，因此，本發明之模版分子選自SEQ ID NO：1中具有以下條件之胜肽片段：(1)該胜肽片段長度為6~22個胺基酸； (2)該胜肽片段中具有1~9個疏水性胺基酸；且(3)該胜肽片段中具有1~4個芳香族胺基酸。

在部分實施型態中，該辨識MMP-1之模版分子的濃度介於0.001至50重量%。

在部分實施型態中，前述導電聚合物包含二維材料，該二維材料選自結構通式為M_n+1AX_n或MY₂組成之至少一種，其中，M代表過渡金屬元素，A代表來自IIIA族和IVA族的元素，X代表碳元素或氮元素，Y代表硫族元素如S、Se或Te，n=1~3，例如：Cr₂AlC、Mn₂AlC、Mo₃AlC₂、Nb₂AlC、Nb₄AlC₃、Ta₄AlC₃、Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₃AlC₂、Ti₃SiC₂、V₂AlC、V₄AlC₃、MoS₂、WS₂、TiS₂、VS₂、CoS₂、NiS₂、ZrS₂、TcS₂、RhS₂、PdS₂、HfS₂、TaS₂、ReS₂、IrS₂、InS₂、SnS₂、PtS₂、MoSe₂、WSe₂、TiSe₂、VSe₂、CoSe₂、NiSe₂、ZrSe₂、TcSe₂、RhSe₂、PdSe₂、HfSe₂、TaSe₂、ReSe₂、IrSe₂、InSe₂、SnSe₂、PtSe₂、MoTe₂、WTe₂、TiTe₂、VTe₂、CoTe₂、NiTe₂、ZrTe₂、TcTe₂、RhTe₂、PdTe₂、HfTe₂、TaTe₂、ReTe₂、IrTe₂、InTe₂、SnTe₂、PtTe₂等。在部分實施型態中，該二維材料選自Mo₂Ga₂C、Nb₂C、Ti₂C、Ti₃C₂、V₂C、S₂、Se₂、Te₂。

在另一態樣中，本發明提供一種電化學生物感測器，其特徵係包含上述胜肽拓印導電聚合物。

在部分實施型態中，前述電化學生物感測器包含電極基板，前述電極基板可為任何本發明所屬技術領域中具通常知識者所理解之導電材料所組成之基板，例如絲網印刷電極、玻璃碳(glassy carbon)電極、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)基板、PET可撓式導電玻璃基板、摻鋁氧化鋅(aluminum-doped zinc oxide，AZO)導電基板、摻氟氧化錫(fluorine-doped tin oxide，FTO)導電基板及二氧化矽導電基板等，本發明並不對此作限制。

在另一態樣中，本發明提供一種上述電化學生物感測器之製備方法，其特徵係包含：步驟(1)取一電極基板；步驟(2)濃度介於0.001~50重量%之導電聚合物製備成單體溶液，其中，該導電聚合物單體選自由以下組成之群組的至少一種：苯胺(aniline，AN)、間胺苯磺酸(m-aminobenzenesulfonic acid，MSAN)、3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT)、羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(hydroxymethyl 3,4-ethylenedioxy-thiophene，EDOT-OH)及三苯胺衍生物(triphenylamine derivative)；步驟(3)添加一濃度介於0.001~50重量%之模版分子至該單體溶液中，攪拌均勻。

在另一態樣中，本發明提供一種上述胜肽拓印導電聚合物之用途，其特徵係該胜肽拓印導電聚合物可應用於癌症之診斷。

再另一態樣中，本發明提供一種檢測檢體中MMP-1濃度之方法，其特徵係包含下列步驟：步驟(1)將含有不同MMP-1濃度之標準溶液各別滴於含有上述之胜肽拓印導電聚合物之生物感測器上，接著用恆電位儀測量分別取得含有不同MMP-1濃度標準溶液之循環伏安圖中之電流密度差值值，重複測量至少兩次；步驟(2)統整該步驟(1)所得循環伏安圖中之電流密度差值值，得到MMP-1之檢量線；步驟(3)將待測檢體溶液滴於該生物感測器，進行測量得其循環伏安圖中之電流密度差值值，重複測量至少兩次；步驟(4)將檢體之電流密度差值值與該MMP-1之檢量線比較，推算得該檢體之MMP-1濃度。

本發明提供具有特定性質胺基酸組成之MMP-1胜肽作為辨識MMP-1之模版分子，並且此胜肽拓印導電聚合物上之胜肽拓印孔洞對於MMP-1具有專一辨識性。

本發明之胜肽拓印導電聚合物可進一步藉由添加二維材料，將MMP-1之感測檢量線之線性區域增大至0.0001~1000皮克/毫升，顯著提升電流密度差值範圍及拓印效率，使本發明之胜肽拓印導電聚合物具有更優異之敏感性與低檢測極限。

本發明利用檢體與聚合物特異性結合使得感測器電性質有所改變之特性，將檢體之生化訊號經由換能器轉換成方便觀察之電訊號，並定量分析電流密度差值訊號回推出檢體中MMP-1濃度，做為癌症的診斷之參考數據。

本發明提供一種檢測人體血清中MMP-1之胜肽拓印導電聚合物所製成之高敏性電化學生物感測器，其電路設計上可微小化、易於製造及低成本，並且電化學檢測方式也具有高靈敏性與低檢測極限，本發明之感測器兼具響應快速、操作簡易、低成本、便攜性、具重複利用性及專一性高的優點，亦可達到具有廣泛量測之電流範圍、穩定性佳及高品質之測量功效。

10:MMP-1胜肽模版分子

11:導電聚合物單體

12:二維材料

13:結合模版分子之摻雜二維材料之導電聚合物

14:電極基板

〔圖1〕本發明之MMP-1胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器製作流程示意圖。

〔圖2〕本發明之TPARA及EDOT不同摻雜比例之以(a)1：10、(b)1：5、(c)1：3、(d)1：2、(e)2：3或(f)4：5進行電聚合。

〔圖3〕本發明之模版分子胜肽SEQ ID NO：2不同添加濃度於不同莫耳比例之TPAR4及EDOT之電流差值圖。

〔圖4〕本發明之TPARA與EDOT摻雜莫耳百分比為20%，分別未拓印(NIPs)、拓印0.1wt%、0.25wt%、0.50wt%胜肽(a)SEQ ID NO：2(b)SEQ ID NO：3(c)SEQ ID NO：4(d)SEQ ID NO：5第二十圈與第一圈循環伏安鍍製圖。

〔圖5〕本發明之TPARA與EDOT摻雜莫耳百分比為20%，(a)分別未拓印、拓印0.1wt%、0.25wt%、0.50wt%各胜肽SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5第一及二十圈鍍製電流密度差值圖；(b)為未拓印與拓印0.10、0.25、0.50wt%胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物在目標胜肽SEQ ID NO：2，濃度為10fg/ml的響應電流密度差值圖。

〔圖6〕本發明之無拓印(NIP)、與拓印胜肽SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5導電聚合物吸附目標胜肽之檢量線，濃度為0.001~1000pg/ml，吸附時間十分鐘。

〔圖7〕本發明之未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物吸附目標基質金屬蛋白酶-1檢量線，感測範圍為10^-5~10^-2pg/ml，吸附時間十分鐘。

〔圖8〕本發明之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物之干擾檢量線，測試胜肽(SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5)濃度為0.001~1000pg/ml。

〔圖9〕本發明之TPARA與EDOT摻雜莫耳百分比為20%，拓印0.50wt%胜肽A電極摻雜0.10、0.25、0.50wt%二維材料過渡金屬硫屬化合物之(a)二硫化鉬(MoS₂)，(b)二硫化鎢(WS₂)2μm，(c)二硫化鎢(WS₂)90nm之鍍製電流密度差值圖，(d)摻雜二維材料第一及二十圈鍍製電流密度差值圖。

〔圖10〕本發明之摻雜0.00、0.10、0.25、0.50wt%二維材料於拓印0.50wt%胜肽SEQ ID NO：2拓印電極吸附胜肽SEQ ID NO：2之電流密度差值，濃度為1pg/ml。

〔圖11〕本發明之未摻雜/摻雜0.5wt%二硫化鉬之未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物吸附基質金屬蛋白酶-1檢量線，感測濃度為10^-2~10³fg/ml，吸附時間十分鐘。

〔圖12〕本發明之摻雜二硫化鉬胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物的干擾檢量線，測試胜肽(SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5)，濃度為0.001~1000fg/ml。

〔圖13〕本發明之(a)未摻雜，(b)摻雜二硫化鉬基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物之重複使用性，測試MMP-1濃度為1pg/ml。

以下揭示本發明實施方式，其並非限制本發明必須以下述方式實施，而係為了闡釋本發明之詳細內容與實施之效果。

本發明之胜肽拓印導電聚合物包含導電聚合物單體、辨識MMP-1之模版分子及二維材料。

本發明之導電聚合物單體選自由以下組成之群組的至少一種：苯胺(aniline，AN)、間胺苯磺酸(m-aminobenzenesulfonic acid，MSAN)、3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT)、羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(hydroxymethyl 3,4-ethylenedioxy-thiophene，EDOT-OH)及羅丹寧-3-乙酸三苯胺(Rhodanine-3-acetic acid triphenylamine，TPARA)。

本發明之導電聚合物單體濃度介於0.001~50重量%。

示例性地，本發明之導電聚合物可選用EDOT摻雜TPARA，兩者分別溶於DI水中，使其濃度各自介於0.001~50重量%，較佳為0.001~25重量%，進一步更佳為0.001~10重量%。

較佳地，將上述TPARA與EDOT之莫耳比值控制在0.001~20之間，更佳為0.1~10之間，進一步更佳為0.2~2之間，又進一步更佳為0.2。

本發明之辨識MMP-1之模版分子係利用MMP-1分子的一小部分胜肽作為模版，相較於蛋白質本體，短胜肽不僅穩定且價格便宜，然而，胜肽的長短影響分子進出孔洞的難易，其胜肽片段內所含胺基酸疏水性質對於形成之拓印孔洞是否具專一辨識性有決定性的影響，適當的胜肽選擇可以提高拓印孔洞之重複使用性，因此，本發明之模版分子選自SEQ ID NO：1中具有以下條件之胜肽片段：(1)該胜肽片段長度為6~22個胺基酸；較佳地，該胜肽片段長度為8~18個胺基酸；更佳地，該胜肽片段長度為10~15個胺基酸；(2)該胜肽片段中具有1~9個疏水性胺基酸，前述疏水性胺基酸選自由以下組成之群組：丙胺酸(Ala)、苯丙胺酸(Phe)、異白胺酸(Ile)、白胺酸(Leu)、甲硫胺酸(Met)、脯胺酸(Pro)、纈胺酸(Val)、色胺酸 (Trp)；且(3)該胜肽片段中具有1~4個芳香族胺基酸，前述芳香族胺基酸選自由以下組成之群組：苯丙胺酸(Phe)、色胺酸(Trp)、酪胺酸(Tyr)。

為了提升本發明之模版分子於導電聚合物溶液中之溶解度，較佳地，前述胜肽片段具有不超過6個疏水性胺基酸；更佳地，前述胜肽片段具有不超過5個疏水性胺基酸。

示例性地，前述胜肽片段序列可為SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15或SEQ ID NO：16。

較佳地，前述胜肽片段序列為SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3或SEQ ID NO：4；更佳地，前述胜肽片段序列為SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：4；進一步更佳為，前述胜肽片段序列為SEQ ID NO：2。

前述胜肽模版分子濃度介於0.001~50重量%，較佳為0.01~25重量%，更佳為0.1~10重量%，進一步更佳為0.25~1重量%，又進一步更佳為0.5重量%。

本發明之二維材料選自結構通式為M_n+1AX_n或MY₂組成之群組的至少一種，分別係為過渡金屬碳/氮化物(或以MXene代稱)或過渡金屬二硫化物，其中，M代表過渡金屬元素，A代表來自IIIA族和IVA族的元素，X代表碳元素或氮元素，Y代表硫族元素如S、Se或Te，n=1~3，例如：Cr₂AlC、Mn₂AlC、Mo₃AlC₂、Nb₂AlC、Nb₄AlC₃、Ta₄AlC₃、Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₃AlC₂、Ti₃SiC₂、V₂AlC、V₄AlC₃、MoS₂、WS₂、TiS₂、VS₂、CoS₂、NiS₂、ZrS₂、TcS₂、RhS₂、PdS₂、HfS₂、TaS₂、ReS₂、IrS₂、InS₂、 SnS₂、PtS₂、MoSe₂、WSe₂、TiSe₂、VSe₂、CoSe₂、NiSe₂、ZrSe₂、TcSe₂、RhSe₂、PdSe₂、HfSe₂、TaSe₂、ReSe₂、IrSe₂、InSe₂、SnSe₂、PtSe₂、MoTe₂、WTe₂、TiTe₂、VTe₂、CoTe₂、NiTe₂、ZrTe₂、TcTe₂、RhTe₂、PdTe₂、HfTe₂、TaTe₂、ReTe₂、IrTe₂、InTe₂、SnTe₂、PtTe₂等，過渡金屬二硫化物二維材料的導電性接近於半導體，而MXene二維材料則具有優秀接近於金屬的導電性能、優異的熱穩定性及機械性能，顆粒尺度則是能增加20倍。此外，本發明之二維材料亦可選用Mo₂Ga₂C、Nb₂C、Ti₂C、Ti₃C₂、V₂C、S₂、Se₂、Te₂。

前述二維材料之濃度為0.001~50重量%，較佳為0.01~25重量%，更佳為0.05~10重量%，進一步更佳為0.1~0.5重量%，又進一步更佳為0.5重量%。

示例性地，本發明於胜肽拓印導電聚合物溶液中添加WS₂及MoS₂二維材料作為摻雜劑，藉此增加導電聚合物表面的粗糙度及表面積，進而提高整體的導電度，並在製程中減少有機溶劑的使用量。

本發明提供一種包含上述胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器。

本發明之電化學生物感測器進一步包含電極基板，前述電極基板可為任何本發明所屬技術領域中具通常知識者所理解之導電材料所組成之基板，例如：絲網印刷電極、玻璃碳(glassy carbon)電極、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)基板、PET可撓式導電玻璃基板、摻鋁氧化鋅(aluminum-doped zinc oxide，AZO)導電基板、摻氟氧化錫(fluorine-doped tin oxide，FTO)導電基板及二氧化矽導電基板等，本發明並不對此作限制。

如圖1所示，本發明製備MMP-1胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器的方法：步驟(1)取一電極基板14；步驟(2)將濃度介於0.001~50重量%之導電聚合物單體11製備成單體溶液，其中，該導電聚合物單體選自由以下組成之群組的至少一種：苯胺(AN)、間胺苯磺酸(MSAN)、3,4-亞乙基二氧噻吩(EDOT)、羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(EDOT-OH)及三苯胺衍生物(triphenylamine derivative)；步驟(3)添加一濃度介於0.001~50重量%之MMP-1胜肽模版分子10至該單體溶液中，攪拌均勻；步驟(4)添加一濃度介於0.001~50重量%二維材料12溶液，放入電聚合池內和磁石一起攪拌均勻，再放入輔助電極及參考電極，連接電極基板作為工作電極，結合商用恆電位儀進行電聚合步驟；步驟(5)製作完成的結合模版分子之摻雜二維材料之導電聚合物13，使用體積莫耳濃度5%之酒精水溶液及DI水，以130rpm的轉速依序震盪各5分鐘，去除結合在導電聚合物中之模版分子，留下具有辨識性的拓印孔洞。

配製不同濃度的目標胜肽或MMP-1滴至上述完成之電化學生物感測器，以檢測該電化學生物感測器對目標胜肽及MMP-1的再吸附效果。

本發明之胜肽拓印導電聚合物具有高靈敏性與低檢測極限，可檢測人體中低濃度的MMP-1，並應用於癌症之診斷。

〔實施例〕

接著，說明本發明之具體實施例，惟本發明並非限定為此等實施例者。

實施例1：TPARA及EDOT不同摻雜比例測試

將TPARA及EDOT分別溶於DI水，配製兩者皆為0.057M，TPARA及EDOT之莫耳百分比為10%、20%、33%、50%、66%或80%，取各種莫耳比之單體溶液，並添加0.5重量%之胜肽SEQ ID NO：2，配製成總體積共20毫升之溶液。

放入電聚合池內和磁石攪拌均勻，放入5毫米(長)*5毫米(寬)*0.2毫米(厚)白金片(Pt)作為輔助電極及銀/銀離子(Ag/Ag⁺)作為參考電極，參考電極，以10毫米(高)* 5毫米(寬)*0.7毫米(厚)7Ω的氧化銦錫玻璃(ITO glass)作為工作電極並使用工作電極夾固定。

用電化學分析儀型號：CHI400C，設定參數為循環伏安法，掃描電位區間為-0.2~1.0V(vs.Ag/Ag⁺)，掃描速率0.05(V/s)，圈數20圈，進行電聚合。

聚合完成後，使用乾淨的乙腈將表面殘餘電解液洗除，再以體積莫耳濃度10%之酒精水溶液以100rpm的轉速震盪15分鐘，洗滌結合於導電聚合物中之模版分子，留下具有辨識性的拓印孔洞，並放入55℃恆溫烘箱，乾燥10分鐘，放置防潮箱保存至需使用時。

觀察如圖2所示之循環伏安圖，觀察到TPARA與EDOT之摻雜莫耳百分比為50%、66%及80%之電化學聚合的第一圈氧化還原峰電流值往內縮，在不特定的圈數才增加電流往外長，較不穩定。正常情況下，電子活性陽離子聚合沉積於基板表面形成導電聚合物，導電聚合物增厚會使單體與基板電阻增加，需要更高的電流來聚合。而TPARA與EDOT之摻雜莫耳百分比為10%、20%及33%則隨著圈數增加，電流值穩定增加。故推測TPARA與EDOT摻雜比例理想為1：5，且聚合較多的TPARA會有立體障礙減少可繼續聚合的鍵結。

接著，進一步分析個別摻雜比之循環伏安圖的第二十圈減去第一圈電流密度值乘以工作電極面積得到電流密度差值，實驗結果如圖3所示，可見TPARA與EDOT之摻雜莫耳百分比為10%、20%、33%與50%、66%、80%分為兩種不同曲線。大於50mole%，為直線，電極電流密度差值隨著TPARA增加而下降。小於50mole%，為曲線，未拓印的導電聚合物電流密度差值位於56.00~57.22μA/cm²，電極電流密度差值隨著胜肽SEQ ID NO：2增加而下降，其次添加0.10wt%胜肽SEQ ID NO：2的導電聚合物電流密度差值位於36.14~47.47μA/cm²，另外添加0.25wt%胜肽SEQ ID NO：2的導電聚合物電流密度差值位於35.29~43.79μA/cm²，最後添加0.50wt%胜肽SEQ ID NO：2的導電聚合物電流密度差值位於24.72~31.60μA/cm²。已知添加不同比例胜肽的電極，其吸附實驗電流密度差值值越大時，對應鍍製圖電流值為最低的關係，可得知當TPARA與EDOT之摻雜莫耳百分比為20%時，其拓印0.5wt%胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物之電流差值相較其他為最低，表示當製作MMP-1胜肽拓印導電聚合物時，導電聚合物TPARA與EDOT之摻雜莫耳百分比理想為20%，並使用此摻雜比進行後續實驗測試。

實施例2：模版分子添加濃度測試

將TPARA與EDOT摻雜莫耳百分比為20%之導電單體溶液，與胜肽SEQ ID NO：2、胜肽SEQ ID NO：3、胜肽SEQ ID NO：4及胜肽SEQ ID NO：5配置成胜肽濃度為0.1wt%、0.25wt%、0.5wt%(即分別吸取20微升、50微升及100微升上述胜肽溶液)之溶液，溶液總體積為20毫升，接著，依照實施例1所記載之實驗參數、電聚合及清洗步驟製得胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器。

實驗結果如圖4所示，取鍍製導電聚合物時的第一圈與第二十圈氧化峰電流密度值，將其相減得到如圖5(a)所示之電流密度差值，觀察實驗數據後進行比較，可以發現各個拓印0.5wt%胜肽之電流密度差值較其他wt%低，且如圖5(b)經由檢測單濃度10fg/ml比較未拓印與拓印0.10、0.25、0.50wt%之胜肽之導電聚合物之電流密度差值分別為：103.0±2.3、165.0±3.3、192.0±2.0、204.5±8.8μA/cm²，由此可知鍍製圖電流密度差值越小，其吸附實驗響應電流值越大。故後續採用拓印0.5wt%胜肽之各種胜肽拓印導電聚合物進行再吸附實驗。

實施例3：胜肽拓印導電聚合物對目標胜肽再吸附實驗

首先，測試不含目標分子之緩衝溶液，再測試添加含目標分子溶液，濃度為從最高1ng/ml依序降10冪次(order)至濃度最低為1fg/ml，將每個濃度依序滴至電化學生物感測器上，等待十分鐘吸附後再做循環伏安法，結果如圖6所示，得到橫坐標為0.001~1000pg/ml胜肽濃度，縱坐標為電流密度差之圖，稱其為檢量線。

使用胜肽拓印導電聚合物(MIPs)之電化學生物感測器電流密度差/未胜肽拓印導電聚合物(NIPs)之電化學生物感測器電流密度差，得其拓印效率α(α=MIPs電流量/NIPs電流量)，比較圖6未添加與添加不同0.5wt%的胜肽的檢量線，在最高濃度為1ng/ml時，未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：2之電化學生物感測器，其電流密度差值為315.3±21.31μA/cm²、556±3.17μA/cm²，拓印效率為1.77；未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：3之電化學生物感測器，其電流密度差值為 197±8.5μA/cm²、295.33±5.56μA/cm²，拓印效率為1.50；未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：4之電化學生物感測器，其電流密度差值為250±2.82μA/cm²、383±8.13μA/cm²拓印效率為1.53；未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：5之電化學生物感測器，其電流密度差值為311±18.03μA/cm²、389±18μA/cm²拓印效率為1.3，拓印效率大小關係為胜肽SEQ ID NO：2(1.77)>胜肽SEQ ID NO：4(1.53)>胜肽SEQ ID NO：3(1.50)>胜肽SEQ ID NO：5(1.3)，由此可知，胜肽SEQ ID NO：2具有較佳之拓印效率。

實施例4：胜肽拓印導電聚合物對基質金屬蛋白酶-1再吸附實驗

圖7為未拓印與拓印胜肽SEQ ID NO：2電極吸附目標基質金屬蛋白酶-1檢量線，因1~1000pg/ml已接近吸附飽和狀態，會降低檢測的準確度，故向下稀釋一千倍，增加10^-6、10^-5、10^-4pg/ml三個濃度，感測濃度為10^-5~10^-2pg/ml。MIPs電流密度差值值為：143.0±26.0至661.3±60.7μA/cm²，而NIP電流密度差值值為：110.0±22.6至396.8±47.8μA/cm²。求得拓印效率α，其中，吸附基質金屬蛋白酶-1濃度10fg/ml的拓印效率達到最高2.7，平均拓印效率也在2.3，從而將此檢量線作為真實樣本之標準值。

實施例5：胜肽拓印之電化學生物感測器干擾測試

為證實胜肽拓印的孔洞具有專一辨識性，使用拓印0.5wt%胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物對不含目標分子的緩衝溶液(赤血鹽)檢測一基準值，再測試添加目標分子於緩衝溶液中進行測試，其濃度為最高1ng/ml，每10冪次(order)遞減至最低1fg/ml，每個濃度浸泡等待十分鐘，待其吸附後再進行循環伏安法實驗，掃描電壓範圍為-0.8~0.8V，掃描速率為0.1V/s，掃描圈數為3圈，將數據進行整理，得橫坐標為0.001~1000pg/ml胜肽濃度，縱坐標為電流密度差的胜肽拓印導電聚合物之干擾檢量線圖。

結果如圖8所示，胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物之電化學生物感測器對含目標分子胜肽SEQ ID NO：2溶液的電流密度差值在胜肽濃度1000pg/ml時為556±3.17μA/cm²，與其他含目標分子胜肽SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5溶液的電流密度差值在胜肽濃度1000pg/ml時，分別為161±15μA/cm²、136±22μA/cm²、204±6.5μA/cm²，其等與胜肽SEQ ID NO：2溶液相差3.15、4.08、2.7倍，由此可見，本發明之胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器確實具有專一辨識性。

實施例6：過渡金屬硫屬化物種類與濃度之摻雜效果測試

製備TPARA/EDOT=20%，拓印0.5重量%胜肽SEQ ID NO：2之導電聚合物(MIP)作為控制組，添加0.10、0.25、0.50wt%二維材料，包含尺寸<2μm之二硫化鉬(MoS₂)與尺寸為2μm、90nm二硫化鎢(WS₂)之拓印0.5重量%胜肽SEQ ID NO：2之導電聚合物作為實驗組，並比較二維材料不同摻雜濃度及種類之效果測試，首先，將上述二維材料溶於DI水中配製為0.1重量%、0.25重量%及0.5重量%之二維材料溶液，接著，添加至電聚合池內與導電單體溶液(TPARA/EDOT=20%)及模版分子溶液混勻，使用實施例1記載之電聚合步驟、清洗步驟及實驗參數，滴上待測溶液，等待10分鐘進行測量後得其循環伏安圖，實驗結果如圖9所示，由於導電分子均為TPARA/EDOT=20%，氧化峰皆位於0.755~0.762V，緩衝溶液電流值約在11.8~14.5μA，摻雜二維材料電流值約在14.6~19.5μA。

圖9(d)為將(a~c)取鍍製的循環伏安圖第一圈與第二十圈氧化峰電流密度值相減得到電流密度差值進行比較；(a)二硫化鉬(MoS₂)拓印0.00、0.10、0.25、0.50wt%的電流密度差值分別為：19.72± 0.14、17.69±0.28、14.47±0.28、11.32±0.15μA/cm²；(b)二硫化鎢(WS₂)尺寸為2μm，電流密度差值分別為：20.18±0.01、18.08±0.01、15.88±0.03、11.68±0.02μA/cm²；(c)二硫化鎢(WS₂)尺寸為90nm，電流密度差值分別為：20.00±0.09、18.00±0.09、14.58±0.09、11.08±0.02μA/cm²。

檢測單濃度1pg/ml電流密度差值值(圖10)比較未摻雜與摻雜0.10、0.25、0.50wt%之二維材料過渡金屬硫屬化合物之(a)二硫化鉬(MoS₂)電流密度差值分別為：381.7±14.1、602.0±2.0、805.0±11.0、977.0±75.0μA/cm²。(b)二硫化鎢(WS₂)尺寸為2μm，電流密度差值分別為：381.7±14.1、406.0±38.0、585.0±41.0、642.0±42.0μA/cm²。(c)二硫化鎢(WS₂)尺寸為90nm，電流密度差值分別為：381.7±14.1、539.0±27.0、710.0±76、836.0±70.8μA/cm²。可見其鍍製圖電流差值越低，其吸附實驗電流密度差值值越高，其中，摻雜0.5wt%二硫化鉬之胜肽SEQ ID NO：2呈現最佳的電流密度差值，故採用摻雜0.5wt%二硫化鉬電極進行再吸附基質金屬蛋白酶-1實驗。

實施例7：摻雜二硫化鉬二維材料之分子拓印導電聚合物對MMP-1之再吸附實驗

按前述實施例記載之步驟，製備無拓印胜肽導電聚合物作為控制組，摻雜0.5wt%二硫化鉬與添加0.5wt%基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物為實驗組，對基質金屬蛋白酶-1進行再吸附實驗。

圖11為摻雜二硫化鉬未拓印胜肽導電聚合物(MSMNIPs)與摻雜二硫化鉬拓印胜肽SEQ ID NO：2導電聚合物(MSMMIPs)吸附目標基質金屬蛋白酶-1檢量線，感測濃度範圍為10^-2~10³fg/ml。MSMMIPs電流密度差值範圍為：226.0±18.0至1224.0±32.0μA/cm²，而MSMNIPs電流密度差值範圍為：92±11.3至418.0±22.0μA/cm²。使用MSMMIPs/MSMNIPs，可求得拓印效率α。其中10ag/ml的拓印效率達到最高3.4，平均拓印效率亦在2.9。

將此檢量線作為真實樣本的標準值，與未摻雜二硫化鉬電極相比，其平均拓印效率α增加1.3倍，電流密度差值明顯提升1.7倍，並增加感測MMP-1濃度範圍100~1000fg/ml。證實摻雜二硫化鉬於基質金屬蛋白酶-1之胜肽A拓印電極有助於增加電流密度差值。

實施例8：摻雜二硫化鉬之胜肽拓印導電聚合物干擾實驗

使用摻雜0.5wt%二硫化鉬基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印電極，對胜肽SEQ ID NO：2與非拓印的基質金屬蛋白酶-1胜肽SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5進行干擾實驗。將摻雜0.5wt%二硫化鉬拓印0.5wt%胜肽SEQ ID NO：2電極對緩衝溶液(赤血鹽)檢測一基準值，再添加胜肽於緩衝溶液測試。濃度最低1ag/ml最高1pg/ml，濃度為每100倍增加，浸泡於電解液十分鐘待其吸附後再做循環伏安法實驗，掃描電壓範圍為-0.8~0.8V，掃描速率為0.1V/s，掃描圈數為3圈，得到橫座標為胜肽濃度，縱座標為電流密度差之摻雜二硫化鉬胜肽SEQ ID NO：2拓印電極的干擾檢量線圖。

如圖12所示，摻雜二硫化鉬基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物對含目標分子胜肽SEQ ID NO：2溶液之電流密度差值為306±6.0~838±16.5μA/cm²，與其他含目標分子胜肽SEQ ID NO：3~5溶液之電流密度差值範圍約為18.0±0.1~152.0±28.0μA/cm²，相差約5.5~17.0倍，證實使用摻雜二硫化鉬，不影響基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印電極對胜肽SEQ ID NO：2之感測，摻雜0.5wt%二硫化鉬基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物具有專一性。

實施例9：重複使用性測試

為達到低成本且有效之感測效果，進行重複使用性測試實驗，製備MMP-1胜肽拓印導電聚合物之電化學生物感測器，其實驗步驟與實施例1相同，參數設定為：導電聚合物TPARA/EDOT=20%、拓印0.5重量% SEQ ID NO：2之胜肽模版分子，摻雜0.5重量MoS₂之二維材料，實驗結果如圖13所示，分別為檢測未摻雜、摻雜0.5wt%與轉印二硫化鉬(MoS₂)基質金屬蛋白酶-1之胜肽A拓印導電聚合物的孔洞對基質金屬蛋白酶-1之吸脫附重複使用性。圖15(a)為基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物重複使用性達至少五次；(b)為摻雜0.5wt%二硫化鉬(MoS₂)基質金屬蛋白酶-1之胜肽SEQ ID NO：2拓印導電聚合物重複使用性達至少六次。

由此可知，摻雜二硫化鉬有增加一次重複使用性，可見本發明摻雜二硫化鉬有六次重複使用性之效果，表示本發明之生物感測器的重複使用性極佳。

＜110＞國立高雄大學（National University of Kaohsiung）＜120＞基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物及其用途＜160＞ 16 ＜170＞＜210＞ 1 ＜211＞ 371 ＜212＞ PRT ＜213＞ Homo sapiens ＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1胺基酸序列＜400＞ 1 Met Phe Val Leu Thr Glu Gly Asn Pro Arg Trp Glu Gln Thr His Leu 1 5 10 15 Thr Tyr Arg Ile Glu Asn Tyr Thr Pro Asp Leu Pro Arg Ala Asp Val 20 25 30 Asp His Ala Ile Glu Lys Ala Phe Gln Leu Trp Ser Asn Val Thr Pro 35 40 45 VLeu Thr Phe Thr Lys Val Ser Glu Gly Gln Ala Asp Ile Met Ile Ser 50 55 60 Phe Val Arg Gly Asp His Arg Asp Asn Ser Pro Phe Asp Gly Pro Gly 65 70 75 80 Gly Asn Leu Ala His Ala Phe Gln Pro Gly Pro Gly Ile Gly Gly Asp 85 90 95 Ala His Phe Asp Glu Asp Glu Arg Trp Thr Asn Asn Phe Arg Glu Tyr 100 105 110 Asn Leu His Arg Val Ala Ala His Glu Leu Gly His Ser Leu Gly Leu 115 120 125 Ser His Ser Thr Asp Ile Gly Ala Leu Met Tyr Pro Ser Tyr Thr Phe 130 135 140 Ser Gly Asp Val Gln Leu Ala Gln Asp Asp Ile Asp Gly Ile Gln Ala 145 150 155 160 Ile Tyr Gly Arg Ser Gln Asn Pro Val Gln Pro Ile Gly Pro Gln Thr 165 170 175 Pro Lys Ala Cys Asp Ser Lys Leu Thr Phe Asp Ala Ile Thr Thr Ile 180 185 190 Arg Gly Glu Val Met Phe Phe Lys Asp Arg Phe Tyr Met Arg Thr Asn 195 200 205 Pro Phe Tyr Pro Glu Val Glu Leu Asn Phe Ile Ser Val Phe Trp Pro 210 215 220 Gln Leu Pro Asn Gly Leu Glu Ala Ala Tyr Glu Phe Ala Asp Arg Asp 225 230 235 240 Glu Val Arg Phe Phe Lys Gly Asn Lys Tyr Trp Ala Val Gln Gly Gln 245 250 255 Asn Val Leu His Gly Tyr Pro Lys Asp Ile Tyr Ser Ser Phe Gly Phe 260 265 270 Pro Arg Thr Val Lys His Ile Asp Ala Ala Leu Ser Glu Glu Asn Thr 275 280 285 Gly Lys Thr Tyr Phe Phe Val Ala Asn Lys Tyr Trp Arg Tyr Asp Glu 290 295 300 Tyr Lys Arg Ser Met Asp Pro Gly Tyr Pro Lys Met Ile Ala His Asp 305 310 315 320 Phe Pro Gly Ile Gly His Lys Val Asp Ala Val Phe Met Lys Asp Gly 325 330 335 Phe Phe Tyr Phe Phe His Gly Thr Arg Gln Tyr Lys Phe Asp Pro Lys 340 345 350 Thr Lys Arg Ile Leu Thr Leu Gln Lys Ala Asn Ser Trp Phe Asn Cys 355 360 365 Arg Lys Asn 370 ＜210＞ 2 ＜211＞ 11 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1胺基酸序列第151~161位置合成胜肽＜400＞ 2 Ala Gln Asp Asp Ile Asp Gly Ile Gln Ala Ile 1 5 10 ＜210＞ 3 ＜211＞ 14 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1胺基酸序列第245~258位置合成胜肽＜400＞ 3 Phe Lys Gly Asn Lys Tyr Trp Ala Val Gln Gly Gln Asn Val 1 5 10 ＜210＞ 4 ＜211＞ 10 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第260~269位置合成胜肽＜400＞ 4 His Gly Tyr Pro Lys Asp Ile Tyr Ser Ser 1 5 10 ＜210＞ 5 ＜211＞ 12 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第316~327位置合成胜肽＜400＞ 5 Met Ile Ala His Asp Phe Pro Gly Ile Gly His Lys 1 5 10 ＜210＞ 6 ＜211＞ 20 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第1~20位置合成胜肽＜400＞ 6 Met Phe Val Leu Thr Glu Gly Asn Pro Arg Trp Glu Gln Thr His Leu 1 5 10 15 Thr Tyr Arg Ile 20 ＜210＞ 7 ＜211＞ 18 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第23~40位置合成胜肽＜400＞ 7 Tyr Thr Pro Asp Leu Pro Arg Ala Asp Val Asp His Ala Ile Glu Lys 1 5 10 15 Ala Phe ＜210＞ 8 ＜211＞ 18 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第42~59位置合成胜肽＜400＞ 8 Leu Trp Ser Asn Val Thr Pro Leu Thr Phe Thr Lys Val Ser Glu Gly 1 5 10 15 Gln Ala ＜210＞ 9 ＜211＞ 10 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第61~70位置合成胜肽＜400＞ 9 Ile Met Ile Ser Phe Val Arg Gly Asp His 1 5 10 ＜210＞ 10 ＜211＞ 16 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第75~90位置合成胜肽＜400＞ 10 Pro Phe Asp Gly Pro Gly Gly Asn Leu Ala His Ala Phe Gln Pro Gly 1 5 10 15 ＜210＞ 11 ＜211＞ 18 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第105~122位置合成胜肽＜400＞ 11 Trp Thr Asn Asn Phe Arg Glu Tyr Asn Leu His Arg Val Ala Ala His 1 5 10 15 Glu Leu ＜210＞ 12 ＜211＞ 15 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第137~151位置合成胜肽＜400＞ 12 Leu Met Tyr Pro Ser Tyr Thr Phe Ser Gly Asp Val Gln Leu Ala 1 5 10 15 ＜210＞ 13 ＜211＞ 14 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第196~209位置合成胜肽＜400＞ 13 Val Met Phe Phe Lys Asp Arg Phe Tyr Met Arg Thr Asn Pro 1 5 10 ＜210＞ 14 ＜211＞ 13 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第218~230位置合成胜肽＜400＞ 14 Phe Ile Ser Val Phe Trp Pro Gln Leu Pro Asn Gly Leu 1 5 10 ＜210＞ 15 ＜211＞ 15 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第349~363位置合成胜肽＜400＞ 15 Phe Asp Pro Lys Thr Lys Arg Ile Leu Thr Leu Gln Lys Ala Asn 1 5 10 15 ＜210＞ 16 ＜211＞ 16 ＜212＞ PRT ＜213＞人工序列＜220＞＜223＞基質金屬蛋白酶-1基酸序列第281~296位置合成胜肽＜400＞ 16 Ala Ala Leu Ser Glu Glu Asn Thr Gly Lys Thr Tyr Phe Phe Val Ala 1 5 10 15

10:基質金屬蛋白酶-1胜肽模版分子

11:導電聚合物單體

12:二維材料

13:結合模版分子之摻雜二維材料之導電聚合物

14:電極基板

Claims

一種基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物，其特徵係包含：導電聚合物單體、辨識基質金屬蛋白酶-1之模版分子及二維材料，其中，該導電聚合物單體為3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT)及羅丹寧-3-乙酸三苯胺(Rhodanine-3-acetic acid triphenylamine，TPARA)，且TPARA及EDOT之莫耳百分比為10%、20%、33%、50%、66%或80%；該辨識基質金屬蛋白酶-1之模版分子係選自由胜肽片段SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4及SEQ ID NO：5所構成之群組；及該辨識基質金屬蛋白酶-1之模版分子的濃度介於0.1至0.5重量%。
如請求項1所述之基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物，其中，該導電聚合物單體之濃度介於0.001至50重量%。
如請求項1所述之基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物，其中，該二維材料選自由以下組成之群組的至少一種：Cr₂AlC、Mn₂AlC、Mo₂Ga₂C、Mo₃AlC₂、Nb₂AlC、Nb₂C、Nb₄AlC₃、Ta₄AlC₃、Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₂C、Ti₃AlC₂、Ti₃C₂、Ti₃SiC₂、V₂AlC、V₂C、V₄AlC₃、MoS₂、WS₂、TiS₂、VS₂、CoS₂、NiS₂、ZrS₂、TcS₂、RhS₂、PdS₂、HfS₂、TaS₂、ReS₂、IrS₂、InS₂、SnS₂、S₂、PtS₂、MoSe₂、WSe₂、TiSe₂、VSe₂、CoSe₂、NiSe₂、ZrSe₂、TcSe₂、RhSe₂、PdSe₂、HfSe₂、TaSe₂、ReSe₂、IrSe₂、InSe₂、SnSe₂、Se₂、PtSe₂、MoTe₂、WTe₂、TiTe₂、VTe₂、CoTe₂、NiTe₂、ZrTe₂、TcTe₂、RhTe₂、PdTe₂、HfTe₂、TaTe₂、ReTe₂、IrTe₂、InTe₂、SnTe₂、Te₂、PtTe₂。
一種電化學生物感測器，其特徵係其包含請求項1至3項中任一項所述之基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物。
一種請求項4所述之電化學生物感測器之製備方法，其特徵係包含：步驟(1)取一電極基板；步驟(2)濃度介於0.001至50重量%之導電聚合物單體製備成單體溶液，其中，該導電聚合物單體為3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT)及羅丹寧-3-乙酸三苯胺(Rhodanine-3-acetic acid triphenylamine，TPARA)；步驟(3)添加一濃度介於0.1至0.5重量%之基質金屬蛋白酶-1模版分子至該單體溶液中，攪拌均勻；步驟(4)添加二維材料之水溶液於該單體溶液後，將該單體溶液電化學聚合於該電極基板。
一種請求項1至3中任一項所述之基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物之用途，其特徵係該胜肽拓印導電聚合物可應用癌症的診斷。
一種檢測檢體中基質金屬蛋白酶-1濃度之方法，其特徵係包含下列步驟：步驟(1)將含有不同基質金屬蛋白酶-1濃度之標準溶液各別滴於含有請求項1至3中任一項所述之胜肽拓印導電聚合物之生物感測器上，接著用恆電位儀測量分別取得含有不同基質金屬蛋白酶-1濃度標準溶液之循環伏安圖中之電流密度差值值，重複測量至少兩次；步驟(2)統整該步驟(1)所得循環伏安圖中之電流密度差值值，得到基質金屬蛋白酶-1之檢量線；步驟(3)將待測檢體溶液滴於該生物感測器，進行測量得其循環伏安圖中之電流密度差值值，重複測量至少兩次；步驟(4)將檢體之電流密度差值值與該基質金屬蛋白酶-1之檢量線比較，推算得該檢體之基質金屬蛋白酶-1濃度。