[发明专利]一种基于比率无机质谱检测的ATP分析方法

说明书

本发明公开了一种基于比率无机质谱（ICPMS）检测的ATP分析方法。首先，ATP适体DNA1与磁珠通过酰胺反应化学结合，与DNA2互补的小段DNA2与金纳米粒子通过形成AU‑S键结合。其次，两种复合物被以特定的比例加入到反应体系中形成核心‑卫星结构。当向体系中加入ATP时，适体与ATP特异性结合导致卫星信号（AuNPs）释放。随着ATP量的增加，上清液中释放的AuNPs增加，通过对上清液进行ICPMS检测得到的¹⁹⁷Au/¹¹⁵In信号比值变得越来越高。由于¹⁹⁷Au/¹¹⁵In信号比值与相应ATP量的有关，本发明通过¹⁹⁷Au/¹¹⁵In的信号比值实现ATP含量的测定。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及稳定同位素(Metal stable isotope)传感领域。

背景技术

三磷酸腺苷（ATP）是生物体内化学能的主要载体，因此在细胞代谢的整合和调节中具有关键作用。作为细胞损伤和细胞生命力的指标，与ATP相关的人类疾病包括帕金森症，心血管疾病以及阿尔茨海默症等。因此，ATP的检测在临床诊断和生物学研究中具有重要意义。近年来，通过不同的分析原理提出了多种ATP的分析策略，包括比色法，荧光法，化学发光法，电化学法和荧光成像法等。尽管科学家们取得了巨大的成功，但构建一个可以在复杂的样品基质中提供准确且可重复的定量结果的ATP传感器，仍然是一个大家十分关注的话题。

比率分析可以帮助校正复杂的基质问题并实现对生物样本的准确可靠分析。由于存在各种独立于分析物的干扰物，常规生物分析方法的绝对强度依赖性信号可能会受到干扰，导致其绝对信号强度波动以及检测结果不准确。比率策略的引用可以克服传统生物测定所遇到的这种限制。作为精确定量的首选方法之一，无机质谱近年来在生物研究中越来越受欢迎。基于无机质谱的策略已被证明可成功用于生物分析，如核酸，蛋白质，酶，和单细胞等。此外，无机质谱具有高质荷比分辨率，这使得金属稳定同位素的比率测量具有极好的潜力。

发明内容

(一) 要解决的技术问题

三磷酸腺苷是生物体中化学能的主要载体，而其检测有时会受到复杂的生理样品基质的干扰。本发明采用质谱核心-卫星结构为主题，通过测量上清液的¹⁹⁷Au / ¹¹⁵In信号比，实现了准确和灵敏的检测ATP。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明目的是基于ICPMS提供一种准确检测ATP的分析方法。

首先，ATP适体DNA1与磁珠通过酰胺反应化学结合，与DNA2互补的小段DNA2与金纳米粒子通过形成AU-S键结合。其次，两种复合物被以特定的比例加入到反应体系中形成核心-卫星结构。当向体系中加入ATP时，适体与ATP特异性结合导致卫星信号（AuNPs）释放。随着ATP量的增加，上清液中释放的AuNPs增加，通过对上清液进行ICPMS检测得到的 ¹⁹⁷Au /¹¹⁵In信号比值变得越来越高。由于¹⁹⁷Au / ¹¹⁵In信号比值与相应ATP量的有关，本发明通过¹⁹⁷Au / ¹¹⁵In的信号比值实现ATP含量的测定。

本发明的检测方法优选的技术方案包括如下步骤：

S1：通过常用的柠檬酸钠还原法合成金纳米粒子；

S2：分别合成DNA1-磁珠复合物与DNA2-AuNPs复合物；

S3：两种复合物被以特定的比例加入到反应体系中形成核心-卫星结构；

S4：向体系中加入不同浓度ATP，适体与ATP特异性结合导致卫星信号（AuNPs）释放；