[发明专利]一种基于石墨烯金复合材料电化学DNA生物传感器检测survivin基因的方法

说明书

本发明涉及一种基于石墨烯/三维纳米金纳米复合材料电化学DNA生物传感器检测骨肉瘤相关基因survivin的方法。 

背景技术

近年来，电化学DNA传感器因其具有响应快、灵敏度高、操作简便、微型化、价格低廉等优点，在基因相关疾病的诊断及其他生物分析中被广泛认为是一种很有前途的检测方法。为了进一步加强传感器的灵敏度及选择性，纳米结构材料如纳米粒子、纳米多孔材料以及纳米碳材料等作为一种加强感应的换能器被广泛引入到生物传感器。 

石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体。由于石墨烯具有很好的机械强度、导电、导热性以及比碳纳米管具有较大的表面积，因此其在很多领域有着很好的潜在应用价值，如纳米电子器件， 传感器，纳米复合物， 电池，超级电容器以及储氢等。然而，由于石墨烯不管在干燥状态或者是在正常的溶剂中都会发生不可逆的团聚，降低了其功效，因此其在实际应用中受到了一定限制。为了进一步探索基于石墨烯材料的应用价值，近年来科学家在通过金属纳米粒子修饰石墨烯来合成石墨烯-金属纳米粒子复合物方面进行了大量研究。合成的石墨烯-金属纳米粒子复合物呈现出极好的电化学催化活性以及电化学稳定性。 

传统的制备石墨烯-金属纳米复合物的方法是通过化学还原或者热还原氧化石墨和金属前体混合物来完成。然而，这些方法大多使用高度毒性的化学还原剂如联氨或者氢醌，这些还原剂的使用必须非常小心和微量，此外，化学还原法还需要较长的时间及很高的温度。近年来，电化学还原氧化石墨由于具有简单、快速和绿色等优点，已经受到越来越多学者的关注。一般情况下，氧化石墨前体(GO)可以在负电位被电化学还原（完全还原电位为-1.5V），形成电化学还原石墨烯(ERGO)。由于金属前体如HAuCl₄等也可以在-1.5V被电化学还原成三维的纳米金结构，因此可以在负电位下通过一步的共同电化学还原法来制备石墨烯-三维纳米金复合物。 

骨肉瘤是最常见的骨原发性恶性肿瘤，好发于青少年。近年来，随着根治性的手术切除以及新辅助化疗疗法的引入，其预后大为改观。然而，肿瘤细胞对化疗药物的耐药性仍然是影响骨肉瘤治疗以及复发的重要因素。Survivin是凋亡抑制蛋白家族的一员，其特征是只有一个杆状病毒凋亡抑制蛋白重复区（baculoviral inhibitor of apoptosis protein repeat），并且C端不含指环结构，代之以42 个氨基酸形成的独特的α螺旋结构，富含疏水基团，能和纺锤体微管上的微管蛋白结合。Survivin蛋白通过抑制caspase的活性，从而抑制细胞的凋亡及程序性细胞的死亡。由于survivin只在胚胎组织以及人类肿瘤细胞中高度表达，而在正常人分化细胞中不表达，因此，其可以作为肿瘤细胞对化疗药物耐药性的一个重要指标。最近研究也表明，survivin与骨肉瘤相关并且可以作为骨肉瘤预后的分子标志。 

目前，临床上基因检测的方法包括流式细胞仪、染色体分析、FISH、RT-PCR等，但这些方法都存在一定的局限性如费时、准确性不高、价格昂贵等。因此，研制一种高度敏感性及选择性的DNA传感器具有广阔的运用前景。