[發明專利]一種三重信號放大磁弛豫傳感免疫分析方法

有效

• 申請號: 202110494894.4
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113311152B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 陳翊平;趙彬杰;洪鋒
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543;G01N33/577;C12Q1/6825;C12Q1/682
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 徐紹新

本發明公開了一種三重信號放大磁弛豫傳感免疫分析方法，該方法在金納米粒子介導下，通過富集引發鏈DNA并進行雜交鏈(HCR)反應，HCR產物上的生物素與鏈霉親和素標記的辣根過氧化物酶結合并快速催化多巴胺轉化為聚多巴胺，從而吸附溶液中具有磁信號的Fe³⁺導致上清液的橫向磁弛豫時間發生變化。該傳感器通過金納米顆粒、HCR反應以及聚多巴胺的三重信號放大，實現了pg級的分析檢測，解決了傳統磁弛豫時間傳感器靈敏度低，穩定性差等問題。

技術領域

本發明屬于檢測分析領域，涉及一種磁弛豫傳感免疫分析方法，尤其是一種三重信號放大的磁弛豫傳感免疫分析方法。

背景技術

基于磁性納米粒子的磁弛豫(magnetic relaxation switching,MRS)傳感器因其信噪比高、背景干擾少、操作方便、預處理過程簡單的優點在生化分析中得到了廣泛的應用，其原理是基于生物分子之間的相互作用來改變磁性納米顆粒(magneticnanoparticles,MNPs)的狀態(通常是分散狀態變為聚集狀態或MNPs的數量減少)，從而改變周圍環境中水分子質子的橫向弛豫時間(T₂)。將T₂的變化值作為信號輸出，以達到檢測復雜樣品中目標物的目的。但是，由于缺乏有效的信號放大系統，傳統的MRS傳感器靈敏度低，無法有效檢測痕量物質。而且，傳統MRS傳感器基于生物分子之間的相互作用導致MNPs狀態的改變，MNPs的狀態變化是可逆的，所以會導致MRS的穩定性較差。因此，有效的信號放大系統和穩定的信號讀出方式是提高MRS傳感器分析性能的兩個關鍵因素。最近，研究發現通過使用氧化還原反應改變順磁離子的價態，可以使縱向弛豫時間(T₁)或T₂信號產生變化，由此開發了一系列用于生化分析的順磁離子介導的MRS傳感器。順磁離子產生的磁信號比MNPs產生的磁信號更穩定，因此檢測結果更準確。但是，順磁離子介導的MRS傳感器的靈敏度仍比較低，還是無法檢測痕量物質。

鹽酸多巴胺(DA)是一種具有鄰苯二酚和胺的生物分子，可在空氣中發生自聚形成聚多巴胺。聚多巴胺(PDA)具有良好的穩定性和生物相容性，很適合作為表面改性劑附著在有機和無機材料的表面上。PDA上的鄰苯二酚配體還顯示出與某些金屬離子產生強相互作用的配位鍵。例如在纖維素納米晶體上修飾PDA(PDA@CNC)，該探針遇到Fe³⁺后，將通過PDA和Fe³⁺的配位鍵作用使Fe³⁺快速聚結，因此對Fe³⁺具有很好的吸附能力。此外，辣根過氧化物酶(HRP)可以顯著促進DA的自聚合(提高約100倍)。因此，我們使用HRP催化DA轉化為PDA以吸附Fe³⁺，從而導致上清液中Fe³⁺數量發生極大的變化，而磁信號(T₂)與Fe³⁺數量成正相關，進而進行信號讀出及放大。

近年來，各種核酸信號擴增策略層出不窮，并被應用到分析和檢測領域。其中，支點介導的鏈置換反應，包括催化發夾自組裝(CHA)、雜交鏈反應(HCR)和無酶信號放大的熵驅動策略最引人注目。因為其具備反應條件溫和，來源廣泛，價格便宜且易于獲得的優勢。引發鏈DNA(iDNA)可以觸發HCR反應，形成長DNA雙鏈產物。因此本發明使用金納米顆粒(AuNPs)富集iDNA，再通過HCR產物富集HRP，最后利用HRP催化DA轉變為PDA對Fe³⁺進行吸附，以實現三重信號放大，顯著提高MRS傳感器的靈敏度。