[发明专利]一种基于金纳米粒子放大QCM信号检测5-羟甲基糠醛的方法

说明书

本发明公开了一种基于金纳米粒子放大QCM信号检测5‑羟甲基糠醛的方法，该方法将单链DNA(ssDNA)功能化的金纳米粒子用于石英晶体微天平(QCM)中检测5‑羟甲基糠醛(HMF)，利用HMF分子结构中的醛基和ESΙΙ链上醛基相互竞争来阻止DNAzyme的形成，进而影响对金纳米粒子功能化的ssDNA的切割，从而影响与石英晶体微天平中金片上捕获探针DNA(capture DNA)的杂交，使QCM实时频移发生变化，以放大石英晶体微天平QCM的信号，因此可利用QCM检测HMF。本发明无需贵重仪器，操作简单，无标记，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及一种基于金纳米粒子放大QCM信号检测5-羟甲基糠醛的方法，属于生物传感技术领域。

背景技术

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种食品中的污染物，主要是由氨基酸和还原糖通过焦糖化反应和美拉德反应所产生的。它主要存在于含糖量较高的物质中，如饼干、咖啡、蜂蜜等。它潜在的毒性逐渐引起了研究者的关注。

目前，5-羟甲基糠醛的常规检测方法有高效液相色谱(HPLC)，液相色谱-质谱联用(LC-MS),气相色谱-质谱联用(GC-MS)。这些方法中的大多数具有耗时且操作复杂的缺点。

QCM是一种实时在线的质量传感平台，其能够检测到晶体表面纳克级别的质量变化，在生化分析方面已经存在广泛的应用。但由于生物分子的质量太小不足以引起频率发生明显的变化，所以需要发展信号放大技术来提高其灵敏度。

目前尚未见有报道将QCM用于5-羟甲基糠醛的检测，急需开发出一种可以将QCM信号放大来检测5-羟甲基糠醛的方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于金纳米粒子放大QCM信号检测5-羟甲基糠醛的方法。

技术方案：本发明所述一种基于金纳米粒子放大QCM信号检测5-羟甲基糠醛的方法，所述方法为将ssDNA功能化的金纳米粒子用于QCM传感器中检测5-羟甲基糠醛含量，所述ssDNA序列为SH-(CH₂)₆TTTTTTTTTTCCACCATCACCAACTAT(A)rGGAAGAGATGTTTGGTGG(参见序列表SEQ ID NO：1)。

进一步地，所述ssDNA功能化金纳米粒子的制备包括如下步骤：将过量的二水合双(对磺酰苯基)苯基膦二钾盐(BSPP)加入到金纳米粒子溶液中，孵育过夜，得到BSPP保护的金纳米粒子溶液，加入ssDNA，避光反应，再加入PEG-800反应，离心分离，清洗，将沉淀复溶于Tris-NaCl缓冲溶液中得到AuNPs-ssDNA溶液。

进一步地，ssDNA的初始浓度为10～12μM，PEG-800的浓度为20～25mM，三者的体积比为600～500:3:4，所述沉淀复溶用的Tris-Nacl缓冲溶液为：10mM Tris-HCl，0.1M NaCl，pH为7.4。

进一步地，所述金纳米粒子采用柠檬酸钠还原法制备，包括如下步骤：将HAuCl₄·4H₂O水溶液加热回流，再加入柠檬酸钠溶液继续加热回流，冷却得到金纳米粒子溶液。

进一步地，所述HAuCl₄·4H₂O水溶液的浓度为1～1.2mM，所述柠檬酸钠溶液的浓度为0.0114～0.0138g/mL，所述HAuCl₄·4H₂O水溶液与柠檬酸钠溶液的体积比为10～12:1，所述继续加热回流的温度为132℃，时间为15～18min。