[發明專利]一種基于釩酸鉍的光電化學檢測miRNA-21含量的方法

有效

• 申請號: 202010542514.5
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111638255B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王光麗;劉田利;顧萌萌;孫冬雪
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327;C12Q1/682
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于釩酸鉍的光電化學檢測miRNA?21含量的方法，屬于分析檢測領域。本發明方法結合miRNA?21介導的滾環擴增、內切酶特異性識別水解反應與亞甲基藍或耐爾藍對雙鏈DNA的特異性嵌入所造成的BiVO₄修飾電極的光電信號激發，構建信號“增強型”檢測。本發明方法在0.005?10000pM濃度范圍內可實現高靈敏檢測miRNA?21，檢測限低至0.3fM。與傳統方法相比，本發明所提出的無標記光電化學檢測方法具有成本低，操作簡便靈活，試劑用量小，靈敏度高，背景信號小等優點，有望成為有效檢測miRNA?21的方法之一。

技術領域

本發明屬于分析檢測領域，涉及一種基于釩酸鉍的光電化學檢測miRNA-21含量的方法。

背景技術

MicroRNA(miRNA)是內源的、進化上保守的、非編碼的單鏈RNA[He L,HannonG.J.Nat.Rev.Genet.2004,5:522–531.]，其在調節轉錄中起著至關重要的作用，并在多種生物過程(如細胞增殖，分化，凋亡和造血中)起重要的調節作用[Wang Y,Li Z H,Weber TJ,Hu D H,Lin C T,Li J H,Lin Y H.Anal.Chem.2013,85:6775–6782；Wang Y,Tang L H,Li Z H,Lin Y H,Li J H.Nat.Nat.Protoc.2014,9:1944–1955.]。研究表明，miRNA的表達可能與許多人類疾病密切相關[Esquela-Kerscher A,Slack F J.Nat.Rev.Cancer 2006,6:259–269；Gupta A,Gartner J J,Sethupathy P,Hatzigeorgiou A G,Fraser NW.Nature 2008,451:600–600.]，其可以作為疾病診斷的生物標志物[Grosshans H,Filipowicz W.Nature 2008,451:414–416.]。傳統的miRNA檢測方法樣品預處理耗時，實驗過程復雜和實驗成本高，嚴重限制了它們的實際應用[Jia H,Li Z,Liu C,ChengY.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49:5498–5501.]。因此，開發檢測miRNA的高靈敏檢測方法具有重要意義。

發明內容

光電化學(PEC)分析是基于光激發下的光活性材料與待分析物之間的直接或間接相互作用而建立起來的一種新型分析方法。在檢測過程中，外加激發光源所產生的電信號可以有效被區分，因此背景信號可以明顯降低，傳感器的性能較高。近年來光電化學生物傳感器得到了快速發展并且被廣泛應用到很多領域。

本發明采用的光電材料為綠色環保的鉍基化合物BiVO₄[Li H,SunH.Curr.Opin.Chem.Biol.2012,16:74-83.]。鉍基化合物由(Bi₂O₂)²⁺主體層和其他客體離子層形成的層狀結構，該層狀結構有助于光生電子在層間的遷移，有效減少光生電子-空穴的復合，進而提高光生載流子的利用效率。BiVO₄在LED光源激發下，價帶上電子躍遷至導帶，同時空穴留在價帶，導帶上傳到電極，產生陽極光電流。電子供體存在下可以有效消耗BiVO₄價帶上的空穴，降低了空穴電子的復合效率，使得光電流大大提高。本發明構建的傳感器在目標分子miRNA存在時，引發滾環擴增反應，在核酸內切酶的輔助下，產生許多單鏈DNA；并且可與固定在電極上的DNA雜交成雙鏈DNA，將信號分子嵌入電極上的雙鏈DNA中，激發BiVO₄的光電流信號，產生的光電流信號變化差值與目標物濃度相關，進而達到檢測miRNA的目的。該方法使用的生物探針均不需繁瑣且昂貴的標記，因此大大節省試驗成本，提高了檢測的方便性，靈敏度高，選擇性好。

本發明的目的在于提供一種快速、高效的miRNA光電化學檢測方法，該方法具有線性范圍寬、檢測限低(靈敏度高)、特異性強、使用方便、成本低廉等優點。