[发明专利]基于固相滚环扩增-纳米金-太赫兹技术的DNA检测方法

说明书

本发明公开了基于固相滚环扩增‑纳米金‑太赫兹技术的DNA检测方法。本发明以金磁纳米粒子为载体，利用固相滚环扩增技术实现DNA检测的第一次信号放大；利用THz超材料增强局部表面等离子体共振信号，实现对DNA检测信号的第二次放大效应；利用高折射率的纳米金修饰DNA扩增样本，实现检测信号的第三次放大效应，因此本发明基于目标DNA检测的三重信号放大作用，实现了对DNA的高灵敏检测。另外，一方面利用固相滚回扩增方法对目标DNA进行特异性扩增；另一方面利用金磁纳米粒子分离DNA扩增产物以避免非靶分子的信号干扰，因此本发明基于以上两方面技术实现了对DNA的高特异性检测。

技术领域

本发明属于太赫兹波谱检测技术领域，涉及基于固相滚环扩增-纳米金-太赫兹技术的DNA检测方法。

背景技术

太赫兹(Terahertz radiation，THz)波在电磁波谱中位于微波和红外线之间，其频率范围在0.1THz～10THz(1THz＝10¹²Hz，或1THz＝4.14meV光子能)，波长范围在30μm～3mm。THz波技术综合了电子学和光子学的特点，属于典型的交叉学科，在生物医学、质量控制、安保国防、环境监测和航空航天等多个领域拥有广泛、开阔的应用前景。其在生物医学领域的应用正在催生一门新的学科，即“太赫兹——生物医学”。检验医学是生物医学领域的一个重要分支，THz波技术的发展将为检验医学提供革命性的新理论、新技术和新方法，有望形成一门新的检验医学学科分支，即“太赫兹——检验医学”。目前的研究热点主要集中在对生物有机分子、细胞或组织的检测与识别。核酸作为重要的生物大分子，是遗传存储、信号传导的载体。THz波技术可以敏感地检测核酸的配对氢键和非共价键的相互作用，而且是一种纯物理、无需任何化学和生物学标记的新手段。

目前THz波技术在核酸检测方面的推广应用尚需解决以下关键性的技术难题：

1)THz波的检测灵敏度：THz波技术的探测速度、信噪比、探测深度等灵敏特性需要从光源和探测接收两方面来进一步完善，对于微量或低浓度的核酸样本检测灵敏度尚有待突破。

2)THz波的特异性：现有的THz波检测技术主要集中于单一种类的细胞和分子检测。大量非靶分子在THz波标记检测状态下会产生信号干扰，导致靶分子的检测信号被干扰与湮没，因此如何采用有效技术手段从检测结果中解析出靶分子DNA的波谱特征是THz波无标记技术走向临床必须解决的科学问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于固相滚环扩增-纳米金-太赫兹技术的DNA检测方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、用于DNA检测的太赫兹超材料生物传感器，包括硅基板，在硅基板上沉积微加工的金膜SRRs阵列，所述金膜SRRs阵列为周期排布的双开口圆环，双开口的夹角为120°，排布周期为90μm。

优选的，所述硅基板的厚度为500μm，面积为15mm﹡15mm；金膜SRRs阵列的面积为5mm﹡5mm，厚度为120nm，圆环的外径为60μm，内径为48μm，所述双开口的开口间隙为3μm。

2、上述生物传感器在DNA检测中的应用，优选为上述生物传感器在HBV DNA检测中的应用。

3、利用上述生物传感器实现的基于固相滚环扩增-纳米金-太赫兹技术的DNA检测方法，将检测样本滴加到生物传感器上，42℃干燥后，在太赫兹时域波谱仪的透射模式下，采集检测样本的时域信号，所采集的信号以透射度[Transmittance(Log)]表示；其中，所述检测样本为固相滚环扩增产物-金纳米结合物。

优选的，检测样本的制备方法如下：

(1)金磁纳米粒子偶联捕获探针、变性、连接、酶切、杂交、固相滚环扩增反应，得扩增产物；

(2)金纳米粒子偶联检测探针；