一种基于手性纳米材料对DNA进行检测的方法

摘要

一种基于手性纳米材料对DNA进行检测的方法，属于纳米生物技术领域。本发明包括：金纳米粒子的合成、金纳米粒子的表面修饰、DNA-金纳米粒子复合物的合成、金纳米粒子四面体的组装、手性四面体的构建以及目标DNA手性传感器的建立。本发明提供了一种新型的手性材料的制备方法，该方法是在原非手性组装材料的基础上，通过外加DNA的引入对其几何构象进行重构，从而将非手性纳米材料转变为手性纳米材料；利用圆二色谱可见光区（520nm）的信号变化，实现在阿摩尔（10^-18）水平对目标DNA进行快速、高效、超灵敏地检测。

主权项

一种手性纳米传感器的构建方法，其特征在于包括金纳米粒子的合成、金纳米粒子的表面修饰、DNA‑金纳米粒子复合物的合成、金纳米粒子四面体的组装、手性四面体的构建以及目标DNA手性传感器的建立；工艺步骤为：（1）金纳米粒子的合成柠檬酸和单宁酸两步法合成10nm金纳米粒子；（2）金纳米粒子的表面修饰步骤（1）合成的金纳米粒子用二水合双(对‑磺酰苯基)苯基膦化二钾盐溶液进行包裹，使得纳米粒子表面负电荷更多，以提高胶体金在高盐溶液中的稳定性；（3）DNA‑金纳米粒子复合物的合成步骤（2）修饰的金纳米粒子与末端带巯基的DNA按照一定比例混合反应；所用的DNA共有四种：Y1, Y2，Y3, Y4，形成四种不同的Au‑DNA复合物：Au‑Y1，Au‑Y2，Au‑Y3，Au‑Y4；Y1：5’‑SH‑TTT GCC TGG AGA TAC ATG CAC ATT ACG GCT TTC CCT ATT AGA AGG TCT CAG GTG CGC GTT TCG GTA AGT AGA CG‑3’；Y2：5’‑ SH‑TTT CGC GCA CCT GAG ACC TTC TAA TAG GGT TTG CGA CAG TCG TTC AAC TAG AAT GCC CTT TGG GCT GTT CCG GGT GTG GCT CGT CGG‑3’；Y3：5’‑ SH‑TTT GGC CGA GGA CTC CTG CTC CGC TGC GGT TTG GCG AAC TGG TCC TC ATG TCT CAT CT CGT CTA CTT ACC GTT TCC GAC GAG CCA CAC CCG GAA CAG CCC‑3’；Y4：5’‑ SH‑TTT GCC GTA ATG TGC ATG TAT CTC CAG GCT TTC CGC AGC GGA GCA GGA GTC CTC GGC CTT TGG GCA TTC TAG TTG AAC GAC TGT CGC‑3’；（4）金纳米粒子四面体的组装将步骤（3）合成的四种Au‑DNA复合物，等比例混合组装形成金纳米粒子四面体；（5）手性四面体的构建步骤（3）所用的四种DNA中，其中Y3中间嵌入了一段含13个碱基的DNA环；在步骤（4）组装的四面体中加入与Y3内嵌的DNA环完全互补的序列Y5，此时Y5会与 Au‑Y3中的DNA环互补杂交，使DNA环被完全打开，四面体中两个纳米粒子之间的距离拉大，原本对称的金纳米粒子四面体的构象被改变，变成不对称的空间四面体结构，从而使得原本没有手性信号的结构出现手性信号；在此步骤手性四面体的构建过程中加入不同浓度的目标DNA：Y5；（6）目标DNA手性传感器的建立构建基于手性检测的DNA传感器：根据520nm处圆二色信号的比值与目标DNA的浓度建立标准曲线；本发明中，DNA的检测限为43aM，线性范围在0.05fM‑50fM；Y5：5’‑AG ATG AGA CAT GA GGA CCA GTT CGC C‑3’。