[发明专利]基于中空金纳米粒-DNA复合物的生物/化学检测试剂和检测方法

说明书

本发明公开了基于中空金纳米粒‑DNA复合物的生物/化学靶标检测试剂和检测方法，属分析化学和生物检测技术领域。本发明以癌胚抗原作为模板靶分子，将与癌胚抗原核酸适配体互补的DNA序列（rpDNA）和辣根过氧化物酶（HRP）共修饰在中空金纳米粒上制得金纳米复合物，然后通过rpDNA和核酸适配体的互补杂交将金纳米复合物修饰在微纳米磁珠上，制得癌胚抗原检测试剂/传感器。该检测试剂与待测癌胚抗原溶液孵育1小时即可快速释放中空金纳米复合物，最后根据需要通过裸眼可视、紫外‑可见‑近红外光谱和电化学技术对释放的金纳米复合物进行不同模式检测，确定癌胚抗原水平。该发明实现了对标准样品、以及人血清样品的简便、快速、灵敏、特异、精密和准确检测，不需要复杂的操作步骤和昂贵的仪器设备，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及分析化学和生物检测技术领域，更具体地说是涉及一种基于中空金纳米粒-DNA复合物的生物/化学靶标检测试剂和检测方法。

背景技术

生物或化学靶标的检测在环境监测、临床诊断、食品检验和科学研究等领域都有着非常重要的应用。建立灵敏、简捷、低成本等检测生物或化学靶标的检测方法一直是分析化学和生物检测技术领域的研究热点，也是实现现场即时检验的要求。纳米粒具有比表面大、易于化学修饰、抗氧化性强、生物相容性好、电子传递能力强、光学性质依赖其尺寸和形状可调等优点，近年来在分析化学和生物检测领域的应用研究得到迅速发展。其中中空金纳米粒(hollow gold nanoparticles,HGNP)相对于实心金纳米粒具有密度低、多孔、比表面大、吸收波长可调性强等特点。其吸收波长根据其合成方法和条件不同可在550–950nm范围内调整，跨越了可见光和近红外光区。

核酸适配体(Aptamer)是从大容量的随机寡核苷酸序列库中针对非核酸靶分子选择得到的、能与该靶分子高亲合度、高特异性结合的单链DNA或RNA分子。核酸适配体具有生产周期短，成本低，靶分子适应范围宽(包括蛋白质、小分子以及整个细胞等)，化学稳定性以及热稳定性强等优点。核酸适配体的出现为分析化学和生物检测以及药物研发等领域提供了重要的工具和平台。另外，DNA单链之间特异性的碱基配对和互补特性常被用来发展各种检测试剂和传感器。利用中空金纳米粒的特性，并结合核酸适配体的靶分子和互补DNA可与该核酸适配体竞争结合的性质，或两条具有部分相同片段的DNA序列可以和互补DNA链竞争结合的性质，设计并发展可快速、灵敏检测目标靶分子的新型检测试剂和方法，目前未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于利用中空金纳米粒(hollow gold nanoparticles,HGNP)和核酸适配体(或DNA)的性质，提供一种可快速、灵敏检测目标靶分子的新型检测试剂和检测方法。

为实现本目的，本发明以癌胚抗原(一种广谱肿瘤标志物)作为模板靶分子，采用基于磁珠的磁分离技术，首先将捕获探针DNA(cpDNA)固定到微纳米磁珠(MB)上，然后将核酸适配体通过与cpDNA的杂交结合到微纳米磁珠上得到MB/cpDNA/aptamer磁珠复合物，最后将报告探针DNA(rpDNA)和辣根过氧化物酶(HRP)共修饰HGNP的纳米复合物(rpDNA-HGNP-HRP)通过rpDNA与核酸适配体序列的杂交连接到微米磁珠上，制成生物/化学检测试剂/传感器。该检测试剂/传感器与含靶分子的溶液样品孵育后，可快速释放rpDNA-HGNP-HRP纳米复合物，然后通过裸眼可视和紫外-可见-近红外光谱对释放的溶液进行初步检测；再通过加入HRP的底物，利用HRP的信号放大作用进行电化学灵敏检测。

具体技术方案如下：

I：制备rpDNA-HGNP-HRP纳米复合物试剂