[發明專利]一種石墨烯氧化物生物芯片及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010758922.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111965151A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 高力;相文文;夏妮;時海霞;廖江華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N33/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于生物化學檢測領域，具體涉及一種石墨烯氧化物生物芯片及其制備方法與應用。本發明將活化的石墨烯氧化物固定在氨基化的基片，修飾硫代磷酸化切割位點和熒光基團的DNA序列在基片上共價連接，實現在基片上固定DNA序列。基片上標記有Cy5熒光的DNA被石墨烯氧化物淬滅，隨著Hg²⁺的加入，熒光會有一定程度的恢復，從而根據熒光強度的變化檢測Hg²⁺的濃度。本發明提供的生物芯片制備方法簡單、成本低，具有較高的靈敏性和特異性，檢測結果直觀，容易辨別，為重金屬Hg²⁺檢測提供了一種準確、實用、有效的方法。

技術領域

本發明屬于生物化學檢測領域，具體涉及一種石墨烯氧化物生物芯片及其制備方法與應用。

背景技術

近年來人們都在致力于開發快速、靈敏、且經濟有效的便攜式傳感裝置，而生物芯片就是其中最具代表性的檢測裝置。生物芯片一般包括比色或掃描生物芯片，目標待測物可被固定在特定位置的探針捕獲進而引起顏色或暗度變化，之后轉導為可讀信號得到所需的數據。相比于傳統的傳感器，生物芯片不僅實現了高通量檢測，也滿足了便攜性、高效性，目前已被開發用于檢測DNA，蛋白質/肽和重金屬離子。

現已有研究者使用生物芯片對Hg²⁺實施檢測，如微陣列形式的比色生物芯片，其通過特別設計的DNA發夾鏈作為分子識別探針，結合染色法，能夠同時檢測和定量各種真實樣品中的Hg²⁺。分子探針與Hg²⁺結合后，發夾二級結構被“強制”打開，允許納米金-鏈霉抗生物素蛋白綴合物（或鏈霉抗生物素蛋白-辣根過氧化物酶綴合物）附著到生物素基團上并在染色時產生視覺信號。還比如一種超敏感和比率熒光探針（TR-Hg），其基于聚集誘導發射（AIE）和暗通鍵能量轉移（DTBET）的機制進行Hg²⁺檢測，使用四苯基乙烯作為暗供體和羅丹明B硫代內酯作為受體構建探針。通過利用DTBET的優勢消除了暗供體的發射泄漏并提供了接近100％的能量轉移效率，TR-H在與Hg²⁺反應后表現出超過30,000倍的熒光比增強。然而目前通過生物芯片檢測Hg²⁺的方法存在程序復雜、設備耗材多、成本高等問題，不切合實際的推廣應用，能否構建一種較簡單，成本低，且具備高靈敏性和實時性的生物芯片方法是目前科研工作者的研究方向。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術中存在的不足，提供一種石墨烯氧化物生物芯片。所述的生物芯片可以根據熒光強度的變化檢測Hg²⁺的濃度，檢測方法簡單、成本低，具有較高的靈敏性和特異性，適用于復雜環境中的Hg²⁺檢測。

本發明的上述目的通過如下技術方案得以實現：

一方面，本發明提供了一種石墨烯氧化物生物芯片，所述的生物芯片將石墨烯氧化物活化后固定到氨基化的基片上，再共價連接修飾硫代磷酸化（PS）切割位點和熒光基團的DNA序列，所述的DNA序列：5’-GTCACGAGTCACTATAGGAAGATGGCGAA/rA/*G-Cy5-3’及輔助序列：5’-CGTGACTTTTTTTTT-NH2-3’。

另一方面，在某一具體實施方案中，本發明還提供了一種石墨烯氧化物生物芯片的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

（1）將基片放入濃硫酸和過氧化氫的混合溶液中浸泡后用超純水充分清洗、晾干；再次浸泡于APTES的乙醇溶液中，震蕩反應后超純水清洗，晾干得氨基化基片；

（2）將石墨烯氧化物活化后放在步驟（1）中所制備的氨基化基片上，于室溫下反應一段時間后用PBS緩沖液清洗；加入修飾有硫代磷酸化切割位點和熒光基團的DNA序列，過夜培育后PBS緩沖液清洗，制備得到生物芯片。

進一步的，本發明步驟（1）中所述基片為玻璃片或硅片，所述混合溶中濃硫酸與過氧化氫的體積比為7:2~3。