[發(fā)明專利]一種DNA探針、通用電化學(xué)傳感平臺(tái)及其檢測(cè)方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011154396.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112410330A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱燁;趙聰林;溫凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/11
• 分類號(hào): C12N15/11;C12Q1/34;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種DNA探針、通用電化學(xué)傳感平臺(tái)及其檢測(cè)方法與應(yīng)用。利用MB標(biāo)記的DNA，首次研究了基于該傳感平臺(tái)的DNA鏈的擴(kuò)散行為。設(shè)計(jì)具體的方案來(lái)檢測(cè)和分析核酸酶作用后的DNA殘基，從而評(píng)價(jià)核酸酶的活性，確定核酸酶的終止位點(diǎn)。將構(gòu)建的G4?DNA/NPG/AuE傳感平臺(tái)與酶輔助的DNA均相識(shí)別放大反應(yīng)相結(jié)合，研制出高靈敏度的DNA傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)ExoⅢ和microRNA?21的電化學(xué)檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)屬于電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種DNA探針、通用電化學(xué)傳感平臺(tái)及其制備方法與應(yīng)用，涉及基于G4-DNA功能化納米多孔金傳感平臺(tái)對(duì)不同DNA擴(kuò)散差異的電化學(xué)研究以及對(duì)Exonuclease III(Exo III)和microRNA等疾病標(biāo)志物的通用電化學(xué)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

DNA傳感器利用DNA分子與目標(biāo)分子(如DNA、RNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分子或生物過(guò)程的特異性檢測(cè)，在分子分析、疾病診斷、基因治療等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。電極作為電化學(xué)DNA傳感器的關(guān)鍵元件，其材料和結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器的分析性能具有重要影響。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)的電極被廣泛地應(yīng)用于電化學(xué)DNA傳感器中，納米多孔金(nanoporous gold，NPG)作為一種極具代表性的納米材料，以其獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、良好的生物相容性和優(yōu)異的電化學(xué)性能在電化學(xué)DNA生物傳感器領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。

DNA是一大類特殊的生物分子，其長(zhǎng)度、組成、形狀均可變可調(diào)，具有獨(dú)特的可編程性。除了單鏈核酸(如DNA、RNA、PNA等)之間的特異性堿基互補(bǔ)配對(duì)反應(yīng)，適配體(aptamer)的出現(xiàn)，將DNA傳感器的分析應(yīng)用范疇拓展至蛋白質(zhì)、細(xì)胞、金屬離子、藥物小分子、有機(jī)污染物等。近年來(lái)，各種核酸酶(如外切酶、切刻酶、聚合酶、甲基化酶等)的應(yīng)用，進(jìn)一步拓展了DNA傳感器的性能提升空間、檢測(cè)模式和應(yīng)用范疇。盡管核酸酶對(duì)核酸水解具有特定的要求，但是隨著水解的發(fā)生，DNA的組成和構(gòu)型將不斷變化，而且具體的終止作用位點(diǎn)并不確定。然而，據(jù)本公開(kāi)發(fā)明人所知，目前尚無(wú)對(duì)不同DNA在NPG中的擴(kuò)散差異進(jìn)行相關(guān)研究，DNA分子的擴(kuò)散機(jī)制尚不清楚。系統(tǒng)地研究不同長(zhǎng)度、不同構(gòu)型的DNA分子在納米電極內(nèi)部的傳輸機(jī)制，明確核酸酶的終止作用位點(diǎn)，對(duì)優(yōu)化DNA傳感器設(shè)計(jì)、更好地發(fā)揮核酸酶的作用、提高電化學(xué)DNA傳感器的綜合分析性能具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種DNA探針、通用電化學(xué)傳感平臺(tái)及其檢測(cè)方法與應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建功能化納米多孔金傳感平臺(tái)，研究不同DNA基于此平臺(tái)的擴(kuò)散差異，以評(píng)估核酸酶的活性以及確定特定條件下核酸酶作用的終止位點(diǎn)。最后，將構(gòu)建的G4-DNA/NPG/AuE功能化納米多孔金電化學(xué)傳感平臺(tái)與酶輔助的均相識(shí)別放大反應(yīng)相結(jié)合，研制高靈敏度、高選擇性抗干擾的通用電化學(xué)傳感器。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的以下一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種DNA探針，為富含鳥嘌呤的DNA單鏈，且能夠形成G-四鏈體。

MB分子和G-四鏈體的π系統(tǒng)之間有較強(qiáng)的末端堆疊作用，可以形成穩(wěn)定的G-四鏈體/MB復(fù)合物，能夠加快信號(hào)響應(yīng)，提高靈敏度。

第二方面，本發(fā)明提供一種通用電化學(xué)傳感平臺(tái)，包括所述DNA探針、納米多孔金和金電極，DNA探針通過(guò)Au-S鍵與納米多孔金連接，納米多孔金通過(guò)萘酚與金電極連接。

第三方面，本發(fā)明提供所述通用電化學(xué)傳感平臺(tái)的制備方法，包括如下步驟：

以Au/Ag合金葉片為原料，蝕刻脫銀制得納米多孔金電極；