[发明专利]基于微悬臂梁传感技术实时监测纳米颗粒胞吞过程的方法

摘要

本发明涉及基于微悬臂梁传感技术实时监测纳米颗粒胞吞过程的方法，包括如下步骤：（1）40nm金纳米颗粒的制备和表面配体修饰；（2）将贴壁细胞培养在微悬臂梁芯片上；（3）芯片表面通入纳米金粒子溶液，通过记录静态模式下微悬臂梁自由端位移，实时监测细胞内吞纳米粒子后的质量变化。本发明利用微悬臂梁传感技术实时、动态监测细胞对纳米颗粒的内吞作用具有灵敏度高，操作简单的特点，对研究细胞与纳米粒子的相互作用具有重要意义。

主权项

1.基于微悬臂梁传感技术实时监测纳米颗粒胞吞过程的方法，其特征是：包括如下步骤：(1)40nm金纳米粒子制备及表面配体修饰：首先用柠檬酸钠试剂作还原剂来合成13nm金颗粒；以13nm金颗粒作为金种，制备40nm纳米金颗粒；(2)DNA配体修饰纳米金粒子DNA配体包被纳米金粒子的具体方法为：DNA样品离心管加水之前，离心3分钟，防止开盖过程中DNA分子溢出，向放有DNA的EP管加超纯水，经过涡旋、超声、低速离心处理，最后将DNA加入40nm的金纳米颗粒溶液中，室温下避光孵育16‑24小时；离心去掉未反应的DNA分子，纳米粒子分散在Hepes缓冲液中，即工作液；(3)在微悬臂梁芯片上铺满贴壁细胞将生长对数期的贴壁细胞用胰蛋白酶进行消化，得到分散的单细胞悬浊液；利用毛细管将贴壁细胞接种在微悬臂梁芯片上，4‑8小时细胞贴壁后，更换培养基继续培养24小时；在明场显微镜下观察，微悬臂芯片的每个悬臂上细胞覆盖率达到90％以上；移除培养基用PBS洗2次，加入Hepes缓冲液；(4)将步骤(3)中铺满细胞的微悬臂梁芯片安放在微悬臂梁仪器上，先用Hepes缓冲液以10‑30μl/min流速通入，到信号平稳，以相同的流速通入步骤(2)中制备的用DNA包被的金纳米颗粒的工作液，得到检测信号；(5)数据处理：采用微悬臂梁的工作模式为静态模式或动态模式的任意一种；所述静态模式也叫形变模式，在这种模式下，由于温度、湿度以及敏感层吸附作用等的影响，微悬臂梁受到表面应力的作用产生弯曲，其弯曲程度便可以反映出被测对象的特点，具体公式为：其中σ1‑σ2表示微悬臂梁表面应力差，E、v分别是微悬臂梁的杨氏模量和泊松比，Δd是微悬臂梁的自由端位移，L和t表示微悬臂梁的长度和厚度；所述动态模式也叫谐振模式，在这种模式下，微悬臂梁被外施交变力作用，当外施交变力与其固有频率一致时，微悬臂梁便发生共振，若外界环境改变或者本身的有效质量发生变化，其共振频率便会发生变化，具体公式为：其中δm代表微悬臂梁的有效质量变化，K是微悬臂梁的弹性系数，n是与微悬臂梁形状和弹性系数有关的参数，在微悬臂梁三角形时，n在0.137到0.2的范围内，在微悬臂梁是矩形的结构时，n的取值为0.24，f1和f2分别代表微悬臂梁原来的共振频率和被测物质吸附后的共振频率。