[go: up one dir, main page]

TWI745993B - α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途 - Google Patents

α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途 Download PDF

Info

Publication number
TWI745993B
TWI745993B TW109118820A TW109118820A TWI745993B TW I745993 B TWI745993 B TW I745993B TW 109118820 A TW109118820 A TW 109118820A TW 109118820 A TW109118820 A TW 109118820A TW I745993 B TWI745993 B TW I745993B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
synuclein
peptide
edot
sensing film
seq
Prior art date
Application number
TW109118820A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202146894A (zh
Inventor
林宏殷
羅世強
李玫樺
蘇子麟
Original Assignee
國立高雄大學
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 國立高雄大學 filed Critical 國立高雄大學
Priority to TW109118820A priority Critical patent/TWI745993B/zh
Priority to CN202110558549.2A priority patent/CN113759126B/zh
Priority to US17/328,330 priority patent/US12210023B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI745993B publication Critical patent/TWI745993B/zh
Publication of TW202146894A publication Critical patent/TW202146894A/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • G01N33/6896Neurological disorders, e.g. Alzheimer's disease
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48721Investigating individual macromolecules, e.g. by translocation through nanopores
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6875Nucleoproteins
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3277Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/48Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • G01N2333/4701Details
    • G01N2333/4703Regulators; Modulating activity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2600/00Assays involving molecular imprinted polymers/polymers created around a molecular template
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/28Neurological disorders
    • G01N2800/2835Movement disorders, e.g. Parkinson, Huntington, Tourette

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本發明關於一種α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途,其中α-突觸核蛋白感測薄膜包含一基板以及聚合於該基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,每一α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞;該α-突觸核蛋白辨識聚合物係藉由電聚合法製成,且表面的微孔洞是利用α-突觸核蛋白胜肽拓印所獲得;將一樣本與上述的α-突觸核蛋白感測薄膜反應,便可以偵測樣本中的α-突觸核蛋白。

Description

α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途
本發明係關於一種α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途,係使用α-突觸核蛋白拓印於高分子聚合物上,以製得α-突觸核蛋白感測薄膜,並用於偵測樣本中的α-突觸核蛋白。
α-突觸核蛋白(α-synuclein)在人腦組織中的含量高,其在細胞中主要分布於神經細胞的尖端,目前認為α-突觸核蛋白與調節多巴胺(dopamine)的釋放有關。正常的α-突觸核蛋白為可溶性蛋白,但是發生變異後的α-突觸核蛋白會大量堆積在神經元內部,且無法被清除,進而影響到腦部的正常功能,甚至會使神經元大量死亡;目前認為α-突觸核蛋白與多種神經性退化疾病,例如巴金森氏症(Parkinson’s disease)、路易氏體失智症(dementia with Lewy bodies)或是多發性系統萎縮症(multiple system atrophy)都有關連性。
現今檢測血清或血漿中α-突觸核蛋白的方法主要是利用抗體偵測α-突觸核蛋白,例如中國專利第CN109001452(A)號公開案揭露一種α-突觸核蛋白積聚的檢測探針,係以磁性顆粒為載體,並在其表面連接α-突觸核蛋白單株抗體,以合成一種可偵測帕金森氏病的探針;又中國專利第CN109180812(A)號公開案揭露一種識別α-突觸核蛋白的抗體,此抗體會結合到α-突觸核蛋白的第118~126胺基酸,以診斷α-突觸核蛋白的相關疾病。然而,抗體的篩選與製備不易,且以抗體偵測α-突觸核蛋白的方法所需要的時間也較高,因此在使用上不僅成本較高,且不方便。
本發明係關於一種α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途,係使用α-突觸核蛋白的胜肽片段拓印於高分子聚合物上,以製得α-突觸核蛋白感測薄膜,並用於偵測樣本中的α-突觸核蛋白。
本發明揭露之α-突觸核蛋白感測薄膜,包含一基板以及一聚合於基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,其中每一該α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞。
本發明亦揭露一種製備α-突觸核蛋白感測薄膜的方法,係將一α-突觸核蛋白胜肽與一高分子聚合物單體混合,以電聚合方法設置於一導電基板上,其中該α-突觸核蛋白胜肽序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組。
本發明也揭露一種偵測α-突觸核蛋白的方法,係將一待測樣本與一α-突觸核蛋白感測薄膜反應,以偵測該待測樣本中的α-突觸核蛋白,其中該α-突觸核蛋白感測薄膜包含一基板以及一聚合於該基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,且其中每一該α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞。
於本發明之一實施例中,基板為導電基板,α-突觸核蛋白辨識聚合物為α-突觸核蛋白胜肽拓印之高分子聚合物。
於本發明之一實施例中,導電基板為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)基板、PET可撓式導電玻璃基板、摻鋁氧化鋅(AZO)導電基板、摻氟氧化錫(FTO)導電基板與二氧化矽導電基板其中至少之一者,且該高分子聚合物之單體為3,4-亞乙基二氧噻吩(3,4-ethylenefioxythiophene,簡稱EDOT)以及羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(hydroxymethyl 3,4-ethylenedioxy-thiophene,簡稱EDOT-OH)其中至少之一者。
於本發明之一實施例中,α-突觸核蛋白胜肽序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組。
於本發明之一實施例中,α-突觸核蛋白感測薄膜的電流密度介於2~500 mA。
於本發明之一實施例中,測樣本為一血液樣本、一尿液樣本、一唾液樣本、一腦脊液樣本或是自組織或器官中獲得的樣本其中至少之一者。
藉此,本發明製得的α-突觸核蛋白感測薄膜,係將α-突觸核蛋白胜肽與高分子材料混合後,經過電聚合反應,以在一基板上形成可辨識α-突觸核蛋白的聚合物,其能專一性辨識並結合α-突觸核蛋白,且使用上相當方便。
為令本發明之技術手段其所能達成之效果,能夠有更完整且清楚的揭露,茲詳細說明如下,請一併參閱揭露之圖式。
本發明揭露一種α-突觸核蛋白感測薄膜、其製造方法與用途,α-突觸核蛋白感測薄膜包含一基板以及聚合於基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,其中每一α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞;基板為導電基板,可為但不限於氧化銦錫基板、PET可撓式導電玻璃基板、摻鋁氧化鋅(AZO)導電基板、摻氟氧化錫(FTO)導電基板與二氧化矽導電基板,且α-突觸核蛋白辨識聚合物係為一α-突觸核蛋白胜肽拓印之高分子聚合物,其中的高分子聚合物的單體可為3,4-亞乙基二氧噻吩以及羥甲基3,4-二氧乙基噻吩其中至少之一者,且高分子聚合物是經過電聚合反應後所獲得;此外,用於拓印的α-突觸核蛋白胜肽序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組,而製得的α-突觸核蛋白感測薄膜可用於偵測待測樣品中的α-突觸核蛋白。
一、α-突觸核蛋白感測薄膜的製備
準備一可導電的氧化銦錫(ITO)基板,並依序以去離子水、異丙醇以及酒精清潔後烘乾。
首先,於ITO基板上以循環伏安法沉積一聚羥甲基3,4-二氧乙基噻吩(poly(EDOT-OH))薄層,以獲得一預沉積基板,製作方法簡述如下:將ITO基板為工作電極、以銀/氯化銀(Ag/AgCl)作為參考電極、以及以含有1~100 mM之EDOT-OH、1~2000 mM之過氯酸鋰(LiClO 4)、以及2~1000 mM之十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate,SDS)之水溶液作為電解溶液,以-0.6 V~100 V之循環電位、掃描速率100 mV/sec的條件,進行小於3次循環的掃瞄,以在ITO基板上沉積一poly(EDOT-OH)薄層,poly(EDOT-OH)可以提高後續電聚合反應中、聚合物與ITO基板的附著力。
接著,將3,4-亞乙基二氧噻吩(EDOT)、EDOT-OH以及含有等莫耳數之EDOT與EDOT-OH的混合物分別溶解於含有10~500 mM之高氯酸四丁基銨(tetrabutylammonium perchlorate,TBAP)的二氯甲烷(CH 2Cl 2)溶劑中,以配置1~100 mM(濃度)的EDOT溶液、1~100 mM(濃度)EDOT-OH溶液以及包含10 mM的EDOT/EDOT-OH混合溶液;接著,先將溶液放置於0°C作用3分鐘,再實施電聚合反應,本實施例的電聚合反應是於固定電壓1.1 V vs Ag/Ag +之條件,作用10秒,以於上述之預沉積基板的表面沉積具有微奈米結構的PEDOT(poly-EDOT)、poly(EDOT-OH)以及EDOT/EDOT-OH的共聚物。
於進行胜肽拓印時,先將α-突觸核蛋白的胜肽,溶解於去離子水中,以獲得一α-突觸核蛋白胜肽溶液,本次實驗中分別使用四段α-突觸核蛋白的胜肽進行拓印,以下稱為胜肽1、胜肽2、胜肽3與胜肽4,胜肽1的序列為SEQ ID NO: 1,胜肽2的序列為SEQ ID NO: 1,胜肽3的序列為SEQ ID NO: 3,以及胜肽4的序列為SEQ ID NO: 4。
接著將上述配置的EDOT溶液、EDOT-OH溶液以及EDOT/EDOT-OH混合溶液,分別與四種α-突觸核蛋白胜肽溶液混合,並使α-突觸核蛋白胜肽混合溶液中的胜肽濃度為0.01 mg/mL,以獲得一α-突觸核蛋白胜肽混合溶液;接著進行電聚合反應,步驟簡述如下:以上述準備的可導電的ITO基板為工作電極(working electrode),以白金電極作為輔助電極(counter electrode),以及使用銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極做為參考電極,並以上述的α-突觸核蛋白胜肽混合溶液作為導電液,固定電壓1.1 V vs Ag/Ag +之條件,進行電聚合反應,接著取出氧化銦錫基板,依序以去離子水、5 wt%酒精水溶液交替清洗兩次,以洗去未聚合化合物單體以及胜肽,便可獲得α-突觸核蛋白感測薄膜(後續簡稱MIPs);在α-突觸核蛋白感測薄膜上形成有複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,且每一α-突觸核蛋白辨識聚合物上具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞。此外,同時製備僅使用EDOT溶液、EDOT-OH溶液以及EDOT/EDOT-OH混合溶液、而沒有加入胜肽溶液進行電聚合反應的組別,以獲得一無拓印感測薄膜,以作為對照組,後續將其簡稱為NIPs。
此外,為了區分不同材料與α-突觸核蛋白胜肽製備的α-突觸核蛋白感測薄膜,後續的MIPs將以「MIPs_高分子材料_胜肽種類」方式呈現,例如「MIPs_EDOT_胜肽1」代表用於電聚合的高分子材料為EDOT,且是使用胜肽1作為拓印模板,以此類推。
接著,將面積1平方公分的α-突觸核蛋白感測薄膜作為工作電極,以白金電極、鎢鉬合金電極或是陶瓷銅合金作為輔助電極(counter electrode),以及使用銀/氯化銀電極、銅鎢合金、銀鎢合金、鎢鉬合金或鉻銅合金等等做為參考電極,再將三種電極浸泡於鐵氯化鉀/亞鐵氰化鉀電解液中,再以恆電位儀進行電化學測量分析;以下實施例中,輔助電極為白金電極、參考電極為銀/氯化銀電極。
首先,請參見第二圖(A),為使用安培法(IT)測試無拓印感測薄膜(NIPs)、以及以胜肽1搭配不同單體,經過電聚合後獲得的感測薄膜(MIPs)的電流-時間分析圖;再請參見第二圖(B),為各感測薄膜於通電後20秒時的電流密度,其中經胜肽拓印所置得的感測薄膜(MIPs),其電流密度都高於無拓印感測薄膜(NIPs)。
將製得的α-突觸核蛋白感測薄膜以循環伏安法分析,掃描電壓為-0.85~0.8伏特 (V),掃描速率為0.1 V/秒,並將所得到的結果計算拓印效率;拓印效率的計算公式為:
拓印效率(α)=MIPs電流量 / NIPs電流量
請參見第三圖(A),為使用胜肽1拓印所得到的MIPs,MIPs_EDOT_胜肽1的電流密度差值(current density differences,Δcurrent density)為0.586 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.361 mA/cm 2;又,MIPs_EDOT/EDOT-OH_胜肽1的電流密度差值也為0.572 mA/cm 2,而NIPs_EDOT/EDOT-OH的電流密度差值則為0.552 mA/cm 2;此外,MIPs_EDOT_OH-胜肽1的電流密度差值為0.439 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.173 mA/cm 2;而各組的拓印效率分別為:EDOT_胜肽1之α值為1.623,EDOT/EDOT-OH_胜肽1之α值為1.036,以及EDOT-OH_胜肽1之α值為2.537,表示在使用胜肽1為拓印模板的各組別中,以EDOT-OH作為高分子原料所獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜具有較佳的拓印效率。
請參閱第三圖(B),為使用胜肽2拓印所得到的MIPs,MIPs_EDOT_胜肽2的電流密度差值為0.369 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.203 mA/cm 2;又,MIPs_EDOT/EDOT-OH_胜肽2的電流密度差值也為0.740 mA/cm 2,而NIPs_EDOT/EDOT-OH的電流密度差值則為0.475 mA/cm 2;此外,MIPs_EDOT-OH_胜肽2的電流密度差值為0.530 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.444 mA/cm 2;而各組的拓印效率分別為:EDOT_胜肽2之α值為1.82,EDOT/EDOT-OH_胜肽2之α值為1.56,以及EDOT-OH_胜肽2之α值為1.19,表示在使用胜肽2為拓印模板的各組別中,以EDOT作為高分子原料所獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜具有較佳的拓印效率。
請再參閱第四圖,為使用胜肽3拓印所得到的MIPs,MIPs_EDOT_胜肽3的電流密度差值為0.6205 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.565 mA/cm 2;又,MIPs_EDOT/EDOT-OH_胜肽3的電流密度差值為0.688 mA/cm 2,而NIPs_EDOT/EDOT-OH的電流密度差值則為0.602 mA/cm 2;此外,MIPs_EDOT-OH_胜肽3的電流密度差值為0.333 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.144 mA/cm 2;各組的拓印效率分別為:EDOT_胜肽3之α值為1.10,EDOT/EDOT-OH_胜肽3之α值為1.14,以及EDOT-OH_胜肽3之α值為2.31,表示在使用胜肽3為拓印模板的各組別中,以EDOT-OH作為高分子原料所獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜具有較佳的拓印效率。
再請參見第五圖,再將EDOT-OH_胜肽1、EDOT_胜肽2與EDOT-OH_胜肽3組別的α-突觸核蛋白感測薄膜進行檢測,MIPs_EDOT-OH_胜肽1的電流密度差值為0.439 mA/cm 2,而NIPs_EDOT-OH的電流密度差值則為0.173 mA/cm 2,拓印效率α值為2.54;MIPs_EDOT_胜肽2的電流密度差值為0.369 mA/cm 2,而NIPs_EDOT的電流密度差值則為0.203 mA/cm 2,拓印效率α值為1.82;MIPs_EDOT-OH_胜肽3的電流密度差值為0.333 mA/cm 2,而NIPs_EDOT-OH的電流密度差值則為0.144 mA/cm 2,拓印效率α值為2.31;此結果表示以EDOT-OH作為高分子原料、以胜肽1作為拓印模板所獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜具有較佳的拓印效率。
請參見第六圖,為MIPs_EDOT-OH_胜肽1、MIPs_EDOT-OH_胜肽2與MIPs_EDOT-OH_胜肽3,分別與1 ng/mL之目標胜肽作用後,所得到的電流密度差值,以MIPs_EDOT-OH_胜肽1的電流密度差值最高。請再參見第七圖,為MIPs_EDOT-OH_胜肽1(圖中標示為MIPs)與NIPs_EDOT-OH(圖中標示為NIPs)的電流密度對應掃描速率之平方根的分析圖,係用於分析二者電流峰值(peak current)的線性關係。
請參見第八圖,為以胜肽1拓印之各種α-突觸核蛋白感測薄膜(MIPs),以及無拓印感測薄膜(NIPs),與1 ng/mL之胜肽1溶液作用後,所獲得的電流密度分析圖;根據第八圖,以胜肽1拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜(MIPs),與胜肽1作用後,其電流密度都會高於無拓印感測薄膜(NIPs),又其中以MIPs_EDOT-OH_胜肽1的電流密度值與NIPs_EDOT-OH的電流密度值差異最大。
接著請參見第九圖,為使用50 μg之胜肽4進行拓印,所獲得α-突觸核蛋白感測薄膜(MIPs),以及使用無拓印感測薄膜(NIPs),感測濃度介於0.001~1000 pg/mL的α-突觸核蛋白,進行電流密度差值分析的結果;根據第九圖,MIPs_胜肽4的拓印效率α值為1.69。又,第十圖為使用50 μg之胜肽4與50 μg硫化鎢(WS2)進行拓印所獲得α-突觸核蛋白感測薄膜(MIPs_胜肽4+WS 2),以及使用無拓印感測薄膜(NIPs),感測濃度介於0.001~1000 pg/mL的α-突觸核蛋白,再進行電流密度差值分析的結果,根據第十圖,MIPs_胜肽4+WS 2的拓印效率α值為2.3。
請參見第十一圖,為使用濃度為0.1 zg/mL~0.1 ng/mL之胜肽1溶液,與以EDOT-OH為單體製備的α-突觸核蛋白感測薄膜作用後,再以循環伏安法分析,以獲得的循環伏安分析圖;再請參見第十二圖,為使用不同聚合物單體、以胜肽1拓印獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜,與不同濃度之α-突觸核蛋白作用後,以循環伏安分析法所獲得的氧化峰值(oxidation peak current)電流密度的校正曲線圖,其中有胜肽拓印所獲得的α-突觸核蛋白感測薄膜,與無胜肽拓印的組別相比,都具有較高的氧化峰值電流密度。
請參見第十三圖,為本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之交流阻抗(AC impedance)分析法測量不同感測薄膜,於拓印後洗去目標物質(圖中標示為「After washing」),以及再與目標物質結合後(圖中標示為「Rebound」)的電阻抗訊號測量結果,本實施例中是使用以胜肽1拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜(MIPs)進行測試,且以胜肽1做為目標物質以與α-突觸核蛋白感測薄膜再次結合;其中,無拓印感測薄膜(NIPs)的電阻抗訊號,於洗去目標物質以及與目標物質結合後,都無明顯變化,但是胜肽1拓印之感測薄膜(MIPs),於有無結合與胜肽1結合的狀況下,其交流電阻抗訊號有明顯變化。
請參見十四圖,為本發明MIPs_EDOT-OH_胜肽1之重複使用次數分析圖,將MIPs_EDOT-OH_胜肽1與1 ng/mL之胜肽1溶液作用後,測量其電流密度,以獲得第一次的測量結果;接著以清水清洗MIPs_EDOT-OH_胜肽、陰乾,再與1 ng/mL之胜肽1溶液作用,再測量電流密度,以獲得第二次的測量結果;重複上述步驟,總共進行六次的測量,並將第一次測量結果視為100%,計算第2~6次測量結果的相對電流(relative current);根據第十四圖,六次測量結果的差距都不大,只有第六次測量結果的相對電流有些微下降的情形,表示本發明之α-突觸核蛋白感測薄膜確實可以重複使用,且重複使用後的測量結果也具有可信度。
請再參見第十五圖,為本發明MIPs_EDOT-OH_胜肽1,以及NIPs_EDOT-OH,與不同濃度的α-突觸核蛋白(SNCA)溶液,分別作用5分鐘、10分鐘與20分鐘後,其電流密度差值的測量結果;第十五圖顯示,作用20分鐘後,MIPs_EDOT-OH_胜肽1具有最高的電流密度差值,且與NIPs_EDOT-OH具有明顯差異,其次為作用10分鐘的組別,也與NIPs_EDOT-OH具有明顯差異;而作用5分鐘的組別,MIPs_EDOT-OH_胜肽1,以及NIPs_EDOT-OH的電流密度差值並無明顯差異。
此外,本發明製得之α-突觸核蛋白感測薄膜,可用於檢測多種樣本中的α-突觸核蛋白含量,這些樣本可為但不限於血液樣本、尿液樣本、唾液樣本、腦脊液樣本、或是自組織或器官中萃取得之樣本內的α-突觸核蛋白含量,使用方便且準確性高。
綜上,本發明α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途,的確能藉由上述所揭露之實施例,達到所預期之使用功效,且本發明亦未曾公開於申請前,誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請,懇請惠予審查,並賜准專利,則實感德便。
惟,上述所揭之說明,僅為本發明之較佳實施例,非為限定本發明之保護範圍;其;大凡熟悉該項技藝之人士,其所依本發明之特徵範疇,所作之其它等效變化或修飾,皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
第一圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之製造方法示意圖。
第二圖:本發明之α-突觸核蛋白感測薄膜之安培法檢測分析圖。
第三圖:本發明以胜肽1或胜肽2拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜的電流密度差值分析圖。
第四圖::本發明以胜肽3拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜的電流密度差值分析圖。
第五圖:本發明以胜肽1、胜肽2或胜肽3拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜的電流密度差值分析圖(一)。
第六圖:本發明之以胜肽1、胜肽2或胜肽3拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜吸附胜肽之電流密度分析圖(二)。
第七圖:本發明之α-突觸核蛋白感測薄膜之電流密度對應掃描速率之平方根分析圖。
第八圖:本發明之以胜肽1拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜之電流密度分析圖。
第九圖:本發明以胜肽4拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜吸附胜肽之電流密度差值分析圖。
第十圖:本發明以胜肽4與硫化鎢拓印之α-突觸核蛋白感測薄膜之電流密度分析圖。
第十一圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之循環伏安分析圖。
第十二圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之氧化峰值(oxidation peak current)電流密度校正曲線圖。
第十三圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之交流阻抗(AC impedance)分析圖。
第十四圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之重複使用次數分析圖。
第十五圖:本發明α-突觸核蛋白感測薄膜之α-突觸核蛋白吸附時間與電流密度差值分析圖。
Figure pseq-0
Figure pseq-1

Claims (7)

  1. 一種α-突觸核蛋白感測薄膜,係包含一基板以及一聚合於該基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合物,其中每一該α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞,其中該基板為導電基板,其中該α-突觸核蛋白辨識聚合物為α-突觸核蛋白胜肽拓印之高分子聚合物,其中該高分子聚合物之單體為3,4-亞乙基二氧噻吩以及羥甲基3,4-二氧乙基噻吩單體其中至少之一者,且其中該α-突觸核蛋白胜肽之序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組。
  2. 如請求項1所述之α-突觸核蛋白感測薄膜,其中該導電基板為一氧化銦錫基板。
  3. 如請求項1所述之α-突觸核蛋白感測薄膜,該α-突觸核蛋白感測薄膜的電流密度介於2~500mA。
  4. 一種製備α-突觸核蛋白感測薄膜的方法,係將一α-突觸核蛋白胜肽與一高分子聚合物單體混合,並以電聚合方法聚合於一導電基板上,其中該α-突觸核蛋白胜肽序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組,其中該高分子聚合物單體為3,4-亞乙基二氧噻吩以及羥甲基3,4-二氧乙基噻吩單體其中至少之一者。
  5. 如請求項4所述之製備α-突觸核蛋白感測薄膜的方法,其中該導電基板為一氧化銦錫基板。
  6. 一種偵測α-突觸核蛋白的方法,係將一待測樣本與一α-突觸核蛋白感測薄膜反應,以偵測該待測樣本中的α-突觸核蛋白,其中該α-突觸核蛋白感測薄膜包含一基板以及一聚合於該基板上的複數個α-突觸核蛋白辨識聚合 物,且其中每一該α-突觸核蛋白辨識聚合物表面具有複數個可辨識α-突觸核蛋白之微孔洞,其中該α-突觸核蛋白感測薄膜的該基板為一導電基板,且該α-突觸核蛋白辨識聚合物之製備方法為將一α-突觸核蛋白胜肽與一高分子聚合物單體混合,並以電聚合方法聚合於該導電基板上,其中該高分子聚合物單體為3,4-亞乙基二氧噻吩以及羥甲基3,4-二氧乙基噻吩單體其中至少之一者,且該α-突觸核蛋白胜肽的序列係選自由SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3以及SEQ ID NO:4所構成之群組。
  7. 如請求項6所述之偵測α-突觸核蛋白的方法,其中該待測樣本為一血液樣本、一尿液樣本、一唾液樣本、一腦脊液樣本其中至少之一者。
TW109118820A 2020-06-04 2020-06-04 α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途 TWI745993B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109118820A TWI745993B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途
CN202110558549.2A CN113759126B (zh) 2020-06-04 2021-05-21 α-突触核蛋白感测薄膜及其制造方法与用途
US17/328,330 US12210023B2 (en) 2020-06-04 2021-05-24 α-synuclein sensing film, manufacturing method and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109118820A TWI745993B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI745993B true TWI745993B (zh) 2021-11-11
TW202146894A TW202146894A (zh) 2021-12-16

Family

ID=78787123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109118820A TWI745993B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12210023B2 (zh)
CN (1) CN113759126B (zh)
TW (1) TWI745993B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201943758A (zh) * 2018-04-18 2019-11-16 國立高雄大學 噻吩類聚合物之拓印電極薄膜的製備方法及用途
US20200095296A1 (en) * 2017-06-05 2020-03-26 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Use of peptides as biomarkers in the diagnosis, confirmation and treatment of a neurological disorder and tcr and/or hla immunoprofiling in neurodegenerative disease

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI450961B (zh) * 2011-12-16 2014-09-01 Mackay Memorial Hospital A thin film with a fixed phase of C-reactive protein and its application to the susceptor wafer system
UA118441C2 (uk) 2012-10-08 2019-01-25 Протена Біосаєнсиз Лімітед Антитіло, що розпізнає альфа-синуклеїн
US20180095067A1 (en) * 2015-04-03 2018-04-05 Abbott Laboratories Devices and methods for sample analysis
TWI643869B (zh) * 2017-12-14 2018-12-11 國立高雄大學 Molecular extension printing material and preparation method thereof, magnetic molecular extension printing material and preparation method thereof
CN109001452A (zh) 2018-07-26 2018-12-14 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 α-突触核蛋白积聚的检测探针的制备方法及其产品和应用
TWI824243B (zh) * 2021-05-05 2023-12-01 國立高雄大學 一種胜肽拓印導電聚合物及其用途

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200095296A1 (en) * 2017-06-05 2020-03-26 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Use of peptides as biomarkers in the diagnosis, confirmation and treatment of a neurological disorder and tcr and/or hla immunoprofiling in neurodegenerative disease
TW201943758A (zh) * 2018-04-18 2019-11-16 國立高雄大學 噻吩類聚合物之拓印電極薄膜的製備方法及用途

Also Published As

Publication number Publication date
US12210023B2 (en) 2025-01-28
CN113759126B (zh) 2024-04-12
US20210382072A1 (en) 2021-12-09
CN113759126A (zh) 2021-12-07
TW202146894A (zh) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yeasmin et al. Nano gold-doped molecularly imprinted electrochemical sensor for rapid and ultrasensitive cortisol detection
Ratautaite et al. Molecularly imprinted polypyrrole based sensor for the detection of SARS-CoV-2 spike glycoprotein
Blanco-López et al. Voltammetric sensor for vanillylmandelic acid based on molecularly imprinted polymer-modified electrodes
Tchinda et al. Recognition of protein biomarkers using epitope-mediated molecularly imprinted films: Histidine or cysteine modified epitopes?
Kor et al. Development and characterization of an electrochemical sensor for furosemide detection based on electropolymerized molecularly imprinted polymer
Prasad et al. Multiwalled carbon nanotubes-based pencil graphite electrode modified with an electrosynthesized molecularly imprinted nanofilm for electrochemical sensing of methionine enantiomers
Dabrowski et al. Early diagnosis of fungal infections using piezomicrogravimetric and electric chemosensors based on polymers molecularly imprinted with D-arabitol
KR101069310B1 (ko) 도파민, 아스코빅산 및 요산의 동시 검출이 가능한 전도성고분자 전극을 이용한 바이오센서 및 그 제조방법
Benachio et al. Employing molecularly imprinted polymers in the development of electroanalytical methodologies for antibiotic determination
Chen et al. Electrospinning carbon fibers based molecularly imprinted polymer self-supporting electrochemical sensor for sensitive detection of glycoprotein
Beluomini et al. Tailor-made 3D-nanoelectrode ensembles modified with molecularly imprinted poly (o-phenylenediamine) for the sensitive detection of L-arabitol
Cui et al. An antifouling electrochemical biosensor based on a protein imprinted hydrogel for human immunoglobulin G recognition in complex biological media
Putra et al. Selective non-enzymatic uric acid sensing in the presence of dopamine: electropolymerized poly-pyrrole modified with a reduced graphene oxide/PEDOT: PSS composite
Li et al. Electrochemical detection of ractopamine based on a molecularly imprinted poly-o-phenylenediamine/gold nanoparticle–ionic liquid–graphene film modified glass carbon electrode
CN101059479A (zh) 选择性测定水体系中铅离子浓度的电化学检测方法
Ozkan et al. Development of an electrochemical sensor based on porous molecularly imprinted polymer via photopolymerization for detection of somatostatin in pharmaceuticals and human serum
TWI824243B (zh) 一種胜肽拓印導電聚合物及其用途
Atta et al. Smart electrochemical morphine sensor using poly (3, 4-ethylene-dioxythiophene)/gold-nanoparticles composite in presence of surfactant
Chen et al. Fabrication of a molecularly imprinted polymer sensor by self-assembling monolayer/mediator system
TWI745993B (zh) α-突觸核蛋白感測薄膜及其製造方法與用途
TW202321693A (zh) 基質金屬蛋白酶-1胜肽拓印導電聚合物及其用途
TWI668245B (zh) 噻吩類聚合物之拓印電極薄膜的製備方法及用途
Ramanaviciene et al. Molecularly imprinted polypyrrole for sensor design
CN118533927A (zh) 一种抗污电化学传感器及其制备方法与应用
JP5403520B2 (ja) 電界紡糸ファイバーマット複合体及びグルコースセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees