[發明專利]一種檢測口腔癌DNA的拉曼光譜傳感器

有效

• 申請號: 202110268531.9
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112986213B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 吳韶華;劉艷
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;C12Q1/6825;C12Q1/6886
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 饒文君;蔡學俊

本發明公開一種檢測口腔癌DNA的拉曼光譜傳感器。該傳感器包括金盤熱電極，cDNA，sDNA和4?MBA組裝在銀納米立方塊表面的SERS tag及內切酶Nt.BstNBI。目標DNA tDNA和cDNA互補配對形成雙鏈DNA，引入的SERS tag通過sDNA與cDNA互補配對形成雙鏈結構，組裝在電極表面獲得初始信號I₀，Nt.BstNBI識別特異性識別位點，cDNA被切割成兩段，SERS tag從電極表面脫落，拉曼信號減小，檢測電極表面得到拉曼信號I_f，同時釋放出目標DNA，進行下一次雜交酶切循環。I₀與I_f的差值?I與目標DNA的濃度呈線性關系，即實現對口腔癌DNA的高靈敏度檢測。

技術領域

本發明屬于生物傳感器技術領域，具體涉及一種檢測口腔癌DNA的拉曼光譜傳感器。

背景技術

口腔癌由于其高度的全球普及性，已被確定為主要的全球健康問題。目前，現有的診斷技術（例如刷式活檢，細胞病理學，可視化輔助等）直到疾病發展到晚期才能夠檢測出該疾病，所以盡管口腔癌的診斷和治療方法取得了長足發展，但存活率仍然很低。口腔癌的非侵入性早期診斷是減少這種疾病死亡的最有效手段。最近，唾液已成為一種理想的診斷液，因為其中發現了越來越多與癌癥相關的核酸。與血液相比，唾液具有許多明顯的優勢。然而，許多與唾液診斷技術相關的挑戰仍然顯著存在，例如靈敏度低和特異性差。因此，開發具備高靈敏度和高選擇性的在唾液中檢測口腔癌的方法非常重要。

染色體帶11q13是口腔癌中最頻繁擴增的區域之一，口腔癌過度表達1（ORAOV1），則是位于其染色體上的一種新基因。根據文獻報道，ORAOV1的擴增與更大的腫瘤大小，淋巴結轉移，不良的組織學分化和口腔癌的臨床分期密切相關。因此ORAOV1能作為新的靶標并被研究以開發診斷口腔癌的策略。

作為一種有效且無創的技術，表面增強拉曼散射（SERS）由于其簡單，多路復用功能和單分子檢測的誘人優勢，適用于DNA的有效檢測。特別是在基于SERS的生物測定中沒有光漂白和生物自發熒光。Ag納米立方體（AgNCs）通過其具備高電磁場的尖銳邊緣提供高質量的熱點，單個AgNC的SERS增強作用甚至可高達10⁸。因此，AgNCs適用于組裝和形成等離子體增強的SERS信號，并用于開發高靈敏度和定量的SERS生物傳感器。

限制性核酸內切酶Nt.BstNBI能識別一個簡單不對稱序列（5'-GAGTC-3'），這個序列包含了口腔癌基因互補序列，并且在距其識別位點3'末端第4個堿基處僅切割一條DNA鏈。與核酸外切酶III不同，限制性核酸內切酶只能切割特定位點，這使得DNA檢測更加具備準確性和特異性。Kiesling等基于這種原理，報道了一種稱為切刻核酸內切酶信號放大（NESA）的新型核酸檢測技術。其他文獻報道了許多其他基于NESA開發的DNA生物傳感器。所有這些生物傳感器都顯示出NESA的高放大效率和高特異性。

熱電極是通過施加電流直接或間接加熱電極的一種加熱電極技術。其明顯的優點是能在保持溶液溫度幾乎恒定的同時迅速提高電極溫度。目前尚無工作將熱電極與NESA特異性識別特點結合用于SERS生物傳感器中的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡便且超靈敏的SERS生物傳感器，基于切刻內切酶Nt.BstNBI的酶切循環過程信號放大及目標誘導鏈置換機制與熱電極和表面增強拉曼技術結合，構建了應用于DNA高靈敏度檢測的生物傳感器。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種檢測口腔癌DNA的拉曼光譜傳感器，包括金盤熱電極，捕獲探針cDNA，信號探針sDNA和信號分子4-MBA組裝在銀納米立方塊表面的SERS tag及切刻內切酶Nt.BstNBI，其中：