[发明专利]生物识别探针的构建方法及其逻辑运算方法

说明书

本发明提供了一种生物识别探针的构建及对核酸内切酶检测的逻辑运算方法，构建步骤为：分别制备金银核壳纳米立方体溶胶和四面体结构DNA分子溶液，并将Au@AgNCs溶胶固定于氧化铟锡导电膜玻璃表面；将所述四面体结构的DNA分子溶液滴加到固定有Au@AgNCs溶胶的氧化铟锡导电膜玻璃表面，室温下进行孵育、洗涤、吹干，得到所述基于四面体结构DNA分子的识别探针。利用上述方法制备的局域表面等离子体共振LSPR探针可用于对MicroRNA‑21和核酸内切酶(KpnI和StuI)检测的逻辑运算。与银纳米立方体相比，Au@Ag NCs具有相似的等离子体特性且结构更佳稳定；与一维结构的单链DNA分子以及二维结构的发夹型DNA分子相比，三维结构的四面体结构DNA具有更好的刚性以及结构稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于四面体结构DNA(tsDNA)的单颗粒局域表面等离子体共振(LSPR)探针的构建方法及其逻辑运算方法，属于生物检测技术领域。

背景技术

MicroRNAs是一类长度在20～24个核苷酸的内源性非蛋白编码的RNAs，通常在早期发育，细胞增殖、分化、凋亡等生物学过程中起着非常重要的作用。MicroRNAs的异常表达发生在癌症前期的恶性肿瘤细胞中，与许多癌症(如：肺、肝细胞、大肠和乳腺癌等)相关。MicroRNA-21(miR-21)存在于上述许多人类的癌症组织中，尤其在肺鳞癌组织中表达水平是正常组织中的2倍之多。因此，microRNAs可以作为生物标志物用于早期癌症的诊断和预后治疗。发展一种高灵敏的分析方法跟踪检测microRNAs用于早期癌症诊断对于生物学和诊断学是至关重要的。

在许多生物系统中，单分子水平的研究可以揭示分子间的相互作用、动力学以及构象的细微变化。目前用于单分子水平检测的可行方法通常需要荧光分子作标记，然而荧光探针容易发生光漂白等现象且信噪比较低。近些年来，由于其独特的尺寸、形貌、组分和微环境依赖的光学性质，等离子体在化学和生物传感领域引起了广泛的研究兴趣。这些传感器基于贵金属纳米颗粒(如：金纳米颗粒和银纳米颗粒)的LSPR特性，通过颗粒的LSPR峰(λ_max)的移动作为检测信号。LSPR传感器用于测量金属纳米颗粒表面的分子间相互作用引起了研究者们的关注。并且，许多不同的用于固定生物分子到金属纳米颗粒表面的方法被广泛的报道。另外，从单个金属纳米颗粒获得的信号可以提供更加详细的信息。因此，我们希望基于单个纳米颗粒水平来检测金属纳米颗粒表面的生物分子间的相互作用。

然而，由于microRNAs含量低，采用基于简单的单链DNA修饰的单个银纳米立方体形成的探针分子构建的等离子体纳米生物传感器对miR-21的检测限只能到1fM。

发明内容

技术问题：针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种生物识别探针的构建方法及其逻辑运算方法。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于tsDNA的单颗粒LSPR探针的构建方法，其包括如下步骤：

分别制备Au@AgNCs溶胶和tsDNA溶液，并将所述Au@AgNCs固定于氧化铟锡导电膜玻璃表面；

将所述tsDNA溶液滴加到固定有Au@AgNCs的氧化铟锡导电膜玻璃表面，室温下孵育2～6h后，用超纯水洗涤，并用氮气吹干，得到所述基于tsDNA的单颗粒LSPR探针。

作为优选方案，所述Au@AgNCs溶胶的制备方法包括如下步骤：

合成纳米金种子；

将所述纳米金种子与十六烷基三甲基氯化铵进行反应，得到金溶胶；

将所述金溶胶与抗坏血酸在40～80℃下进行反应后，加入硝酸银，反应后得到Au@AgNCs溶胶。

作为优选方案，所述Au@AgNCs在氧化铟锡导电膜玻璃表面的固定方法为：