首页 / 专利库 / 机电学 / 伏安法 / 循环伏安法 / 一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法

一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法

阅读:1021发布:2020-11-02

专利汇可以提供一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于G蛋白 信号 放大系统的细胞膜受体电化学型 传感器 的制备方法。本发明通过膜蛋白提取液提取雄性柞蚕蛾触 角 上的性诱 激素 受体,并将其自组装到猪味蕾组织的细胞膜上,然后进行固定化,制成三明治式核微孔测定膜,最后将膜片固定到玻 碳 电极 上,制成受体传感电极。该电极可以通过三电极系统和电化学工作站进行测定。利用循环 伏安法 、交流阻抗法表征电极组装的各个阶段,利用计时 电流 法进行测定,结果表明:此方法对柞蚕性诱激素的最低 检测限 为:1×10?14mol/L,在1×10?14mol/L~1×10?3mol/L极宽的浓度范围内柞蚕性诱激素的响应电流与其浓度呈现良好的线性关系。,下面是一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
(1)收集雄性柞蚕触共225mg,于上剪碎后加入1mL裂解缓冲液,混合倒入玻璃匀浆器匀浆50次,于冰上静置5min,使用声波破碎仪破碎10min,将匀浆液转移至预冷的离心管中离心,在4℃,3000rmp条件下离心5min,取离心所得沉淀,加入200uL膜蛋白抽提专用缓冲液,涡旋振荡30s混匀,于冰上静置5min,反复5次后再次离心,在4℃,12000rmp,条件下离心10min,取上清液转移至新管,即为雄性柞蚕蛾性诱激素受体粗提物;
(2)将中性酶Ⅱ与蛋白酶Ⅱ混合酶液:即1mg/mL的胶原酶Ⅱ与3mg/mL的中性蛋白酶Ⅱ,
1:1混合,放入培养箱中进行提前预热,在37℃,预热15min,以便使酶活性达到最高;取新宰杀的猪舌头,用医用剪刀剪至叶状乳头边缘处,用解剖液清洗洗净舌头表面的血迹,放入干净的解剖液中;取提前预热的0.3-0.5mL37℃的混合酶液注入猪舌上皮与其肌肉层之间,注射时注射器的针头一直伸至舌尖部位,注射时注射器要慢慢向后抽出,完成后放入解剖液中室温孵育6-8分钟;然后用眼科镊子将舌上皮与肌肉层轻轻剥离,将剥离的味蕾组织立即放入冰浴的解剖液中备用;
(3)取出味蕾组织放入雄性柞蚕蛾性诱激素受体粗提物中,在4℃条件下自组装0.5-
1hr后取出,放入冰浴试管中备用;
(4)将可溶性淀粉溶解于含1%戊二溶液中,80℃水浴加热并搅拌30min,配成1-
2g/100mL浓度的淀粉溶液;淀粉溶液室温下放置过夜,使淀粉与戊二醛得到充分交联,获得醛基化淀粉胶溶液;醛基化淀粉胶溶液再与1-2g/100mL的海藻酸钠溶液以1:1混合;取上述混合溶液10-20ul均匀涂抹于2张直径为25mm、孔径为0.22um的聚酸酯核微孔膜上,将准备好的0.05~0.15g自组装了雄性柞蚕性诱激素受体的味蕾上皮组织正面朝上放置于一张微孔膜的圆心上,然后将另一张微孔膜覆盖其上制成三明治结构核微孔测定膜;将制成的测定膜浸入质量百分数5%的CaCl2溶液中10s后取出,以使海藻酸钠与CaCl2发生离子交换反应,形成稳定的螯合物,使海藻酸钠溶液瞬时凝胶化,成为良好的固定剂;然后用pH=7的
0.01mol/L的磷酸缓冲液冲洗味蕾组织膜,去除膜上存留的Cl-、Ca2+,消除其带来的测定误差;最后,将膜的正面朝上使得味蕾组织与预处理完的玻碳电极芯重合,用皮套将膜固定在玻碳电极测定端的表面,自组装柞蚕性诱激素受体猪味蕾组织传感器制成。
2.根据权利要求1所述的基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,中性酶Ⅱ与蛋白酶Ⅱ混合酶液用下述方法得到:胶原酶Ⅱ配成1mg/mL的溶液,中性蛋白酶Ⅱ配成3mg/mL的溶液,两种溶液都用无Ca2+的台式缓冲液配制,1:1混合,4℃过夜;次日用孔径为0.22um的一次性过滤除菌器过滤除菌后分装,-20℃保存备用;
所用水为超纯水18.2MΩ/cm。
3.根据权利要求2所述的基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,所述台式缓冲液的商品名为:Tyrode buffer,具体配方为:137mmol/L NaCl,2.8mmol/L KCl,1.0mmol/L MgCl2,12mmol/L NaHCO3,0.4mmol/L Na2HPO4,10mmol/L羟乙基哌嗪乙硫磺酸,5.5mmol/L葡萄糖,0.35%血清白蛋白
4.根据权利要求1所述的基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,所述每张聚碳酸酯微孔膜上海藻酸钠-淀粉胶凝胶的用量为20ul。
5.根据权利要求1所述的基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,所述预处理玻碳电极的方法为:将玻碳电极依次分别用1.0μm、0.3μm、
0.05μm粒径的α-Al2O3浆在麂皮上抛光三次,且每次抛光后在超声水浴中清洗30s,最后依次用体积比1∶1∶1(体积比)的HNO3、无水乙醇、超纯水清洗;在1mol/L H2SO4溶液中用扫描范围为1.0~-1.0V,扫描速度为100mV/s的循环伏安法活化电极,重复扫描直至出现稳定的循环伏安曲线;上述稳定的循环伏安曲线满足下述要求:在实验室条件下预处理后电极的循环伏安曲线的峰电位差应在64-80mV,最后置于氮气环境中干燥待用。
6.根据权利要求1所述的基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器的制备方法,其特征在于,所述的雌柞蚕性诱激素是指:顺-6,反-11-十六碳烯醇醋酸酯。

说明书全文

一种基于G蛋白信号放大系统的细胞膜受体电化学型传感器

的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物医药、细胞信号转递、嗅/味觉传感、营养传感等电化学传感器领域,特别是涉及测定受体和配基相互作用及其测定电化学生物传感器的信号放大和制备方法。

背景技术

[0002] G蛋白偶联受体(GPCR)是一类七次跨膜蛋白,它广泛分布在细胞表面,与其相互作用的分子称为配基。GPCR介导多种重要的生理功能,与很多疾病密切相关,是最重要的现代药物靶点家族。目前市场上40%以上的药物是以GPCR为靶点筛选的,而且大部分嗅/味觉受体,性诱激素受体都是GPCRs。因此,GPCR分析方法和GPCR配体筛选方法的研究是当今世界新药研究的关键技术和热点。
[0003] 目前,研究受体与配体(基)相互作用的测定方法主要有放射性配基结合试验、酶联免疫吸附法、液烁近邻检测、时间分辨荧光和荧光相关光谱学或者通过计算机软件模拟等技术手段。这些方法虽然具有高效、可靠和微量化等特点,但昂贵的测定成本、复杂的操作方法限制了其具体的应用。因此,研制出一种灵敏度高、操作简便、非标记型检测方法对研究受体-配体(基)间的相互作用有重要的价值。在生物传感器的信号放大系统方面,目前主要通过纳米技术电子、荧光、化学发光、酶联等方法,尚无将真核细胞G蛋白级联信号放大系统作为GPCRs受体超家族与其配体(基)相互作用的信号放大系统,并用于电化学型传感器的研制。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为GPCRs超家族与其配体(基)相互作用提供一种新型的电化学型生物传感器,与此同时,建立一个具有普适性的信号放大系统,亦即G蛋白级联信号放大系统。
[0006] (1)收集雄性柞蚕触共225mg,于上剪碎后加入1mL裂解缓冲液(Lysis Buffer),混合倒入玻璃匀浆器匀浆50次,于冰上静置5min,使用声波破碎仪破碎10min,将匀浆液转移至预冷的离心管中离心,在4℃,3000rmp条件下离心5min,取离心所得沉淀,加入200uL膜蛋白抽提专用缓冲液,涡旋振荡30s混匀,于冰上静置5min,反复5次后再次离心,在4℃,12000rmp,条件下离心10min,取上清液转移至新管,即为雄性柞蚕蛾性诱激素受体粗提物;
[0007] (2)将混合酶液:胶原酶(Collagenase)Ⅱ(1mg/mL):中性蛋白酶(Dispase)Ⅱ(3mg/mL),放入培养箱中进行提前预热,在37℃,预热15min,以便使酶活性达到最高;取新宰杀的猪舌头,用医用剪刀剪至叶状乳头边缘处,用解剖液清洗洗净舌头表面的血迹,放入干净的解剖液中;取提前预热的0.3-0.5mL37℃的混合酶液注入猪舌上皮与其肌肉层之间,注射时注射器的针头一直伸至舌尖部位,注射时注射器要慢慢向后抽出,完成后放入解剖液中室温孵育6-8分钟;然后用眼科镊子将舌上皮与肌肉层轻轻剥离,将剥离的味蕾组织立即放入冰浴的解剖液中备用;
[0008] (3)取出味蕾组织放入雄性柞蚕蛾性诱激素受体粗提物中,在4℃条件下自组装0.5-1hr后取出,放入冰浴试管中备用;
[0009] (4)将可溶性淀粉溶解于含1%戊二溶液中,80℃水浴加热并搅拌30min,配成1-2g/100mL浓度的淀粉溶液;淀粉溶液室温下放置过夜,使淀粉与戊二醛得到充分交联,获得醛基化淀粉胶溶液;醛基化淀粉胶溶液再与1-2g/100mL的海藻酸钠溶液以1:1混合;取上述混合溶液10-20ul均匀涂抹于2张直径为25mm、孔径为0.22um的聚酸酯核微孔膜上,将准备好的0.05~0.15g自组装了雄性柞蚕性诱激素受体的味蕾上皮组织正面朝上放置于一张微孔膜的圆心上,然后将另一张微孔膜覆盖其上制成三明治结构核微孔测定膜;将制成的测定膜浸入质量百分数5%的CaCl2溶液中10s后取出,以使海藻酸钠与CaCl2发生离子交换反应,形成稳定的螯合物,使海藻酸钠溶液瞬时凝胶化,成为良好的固定剂;然后用pH=7的0.01mol/L的磷酸缓冲液冲洗味蕾组织膜,去除膜上存留的Cl-、Ca2+,消除其带来的测定误差;最后,将膜的正面朝上使得味蕾组织与预处理完的玻碳电极芯重合,用皮套将膜固定在玻碳电极测定端的表面,自组装柞蚕性诱激素受体猪味蕾组织传感器制成。
[0010] 所述中性酶Ⅱ与蛋白酶Ⅱ混合酶液用下述方法得到:胶原酶Ⅱ配成1mg/mL的溶液,中性蛋白酶Ⅱ配成3mg/mL的溶液,两种溶液都用无Ca2+的台式缓冲液液配制,1:1混合,4℃过夜;次日用孔径为0.22um的一次性过滤除菌器过滤除菌后分装,-20℃保存备用;所用水为超纯水18.2MΩ/cm。
[0011] 所述每张聚碳酸酯微孔膜上海藻酸钠-淀粉胶凝胶的用量为20ul。
[0012] 台式缓冲液的商品名为:Tyrode buffer,具体配方为:137mmol/L NaCl,2.8mmol/L KCl,1.0mmol/L MgCl2,12mmol/L NaHCO3,0.4mmol/L Na2HPO4,10mmol/L羟乙基哌嗪乙硫磺酸,5.5mmol/L葡萄糖,0.35%血清白蛋白(w/v)。
[0013] 所述预处理玻碳电极的方法为:将玻碳电极依次分别用1.0μm、0.3μm、0.05μm粒径的α-Al2O3浆在麂皮上抛光三次,且每次抛光后在超声水浴中清洗30s,最后依次用体积比1∶1∶1(体积比)的HNO3、无水乙醇、超纯水清洗;在1mol/L H2SO4溶液中用扫描范围为1.0~-
1.0V,扫描速度为100mV/s的循环伏安法活化电极,重复扫描直至出现稳定的循环伏安曲线;上述稳定的循环伏安曲线满足下述要求:在实验室条件下预处理后电极的循环伏安曲线的峰电位差应在64-80mV,最后置于氮气环境中干燥待用。
[0014] 所述的雌柞蚕性诱激素是指:顺-6,反-11-十六碳烯醇醋酸酯((E,Z)-6,11-hexadecadienylacetate)。
[0015] 所述的测定雌柞蚕性诱激素是通过猪味蕾组织细胞上自组装的雄性柞蚕性诱激素受体可以通过猪味蕾组织细胞内G蛋白级联放大系统相偶联进行的信号放大作用,该放大作用可以改变其细胞内、外的电化学性质,从而转化为电化学信号。
[0016] 所述的G蛋白级联放大系统对不同来源的G蛋白偶联受体(Guanosine-binding Protein Coupled Receptor,GPCR)经自组装到细胞膜上以后具有通用性。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0018] 本发明的方法采取猪的味蕾组织作为信号放大系统,将取自雄性柞蚕触角上的性诱激素受体进行初步分离与纯化,然后自组装到猪味蕾组织上。通过固定化细胞的方法制成生物传感电极,当性诱激素和受体结合以后既可以激活味蕾组织中的G蛋白信号放大系统,改变细胞内、外的电化学特性,从而转化为传感器可以检测到的电化学信号。该传感器灵敏度高、操作方便、无需放射性及荧光标记、能够实现受体和配体(基)相互作用的快速定量化和动学检测,该信号放大系统的最大特点是对GPCRs超家族的不同成员,甚至不同物种的GPCRs具有通用性。

具体实施方式

[0019] 以下以猪味蕾组织的G蛋白信号放大系统制备柞蚕雄蚕娥触角性诱激素受体的电化学型传感器的制备方法为实施例进行说明。
[0020] 实施例1
[0021] 1、中性酶Ⅱ与蛋白酶Ⅱ混合酶液用下流方法得到:CollagenaseⅡ(胶原酶Ⅱ)配成1mg/mL的溶液,DispaseⅡ(中性蛋白酶Ⅱ)配成3mg/mL的溶液,两种溶液都是用无Ca2+Tyrode液配制,1:1混合,4℃过夜。次日用孔径为0.22um的一次性过滤除菌器过滤除菌后分装,-20℃保存备用。所用水均由Millipore Milli-Q纯水系统所制超纯水(18.2MΩ/cm)。
[0022] 2、将可溶性淀粉溶解于体积百分比浓度为1%的戊二醛溶液中,80℃水浴加热并搅拌30min,配成质量浓度为1%的淀粉溶液,室温放置12小时以上,使淀粉与戊二醛充分交联得到醛基化淀粉胶溶液。
[0023] 3、醛基化淀粉胶溶液混合的海藻酸钠溶液的质量浓度为2%,所述醛基化淀粉胶溶液与质量浓度为2%的海藻酸钠溶液按体积比为1:1混合。
[0024] 4、每张所述聚碳酸酯微孔膜上海藻酸钠-淀粉胶凝胶的用量为20ul,每张所述聚碳酸酯微孔膜的直径为5cm、孔径为0.22um,每张所述测定膜上自组装了雄性柞蚕性诱激素受体的味蕾上皮组织的量为0.05~0.15g。
[0025] 5、玻碳电极的预处理方法为:将玻碳电极依次分别用1.0μm、0.3μm、0.05μm粒径的α-Al2O3浆在麂皮上抛光三次,且每次抛光后在超声水浴中清洗30s,最后依次用1∶1的HNO3、无水乙醇、超纯水清洗;在1mol/L H2SO4溶液中用扫描范围为1.0~-1.0V,扫描速度为100mV/s的循环伏安法活化电极,重复扫描直至出现稳定的循环伏安曲线;上述的稳定的循环伏安曲线满足下述要求:在实验室条件下预处理后的电极的循环伏安曲线的峰电位差应在80mV以下,并尽可能的接近64mV,电极方能使用,最后置于氮气环境中干燥待用。
[0026] 6、猪味蕾组织的G蛋白信号放大系统制备柞蚕雄蚕娥触角性诱激素受体的电化学型传感器的组装:
[0027] (1)收集雄性柞蚕触角共225mg,于冰上剪碎后加入1mL Lysis Buffer,混合倒入玻璃匀浆器匀浆50次,于冰上静置5min,使用超声波破碎仪破碎10min,将匀浆液转移至预冷的离心管中离心(4℃,3000rmp,5min),取离心所得沉淀,加入200uL膜蛋白抽提专用Buffer,涡旋振荡30s混匀,于冰上静置5min,反复5次后离心(4℃,12000rmp,10min),取上清转移至新管,即为雄性柞蚕蛾性诱激素受体粗提物。
[0028] (2)将用于混合酶液(CollagenaseⅡ(1mg/mL):DispaseⅡ(3mg/mL))放入培养箱中进行提前预热,37℃,15min,以便使酶活性达到最高。取新宰杀的猪舌头,用医用剪刀剪
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈