[发明专利]一种利用石墨烯量子点优化聚合酶链式反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体是一种利用石墨烯量子点优化聚合酶链式反应的方法。

背景技术

石墨烯量子点（GQDs）是一种新型的碳纳米材料，具有单原子厚度的二维结构，其粒径分布小于100 nm。因为其独特的结构和化学、物理性质，石墨烯量子点广泛应用于生物医药各个领域。例如：研究发现石墨烯量子点可以作为一种核靶向药物载体（Enhancing Cell Nucleus Accumulation and DNA Cleavage Activity of Anti-Cancer Drug via Graphene Quantum Dots. Scientific Reports, 2013, 3, 2852）；石墨烯量子点也可以与特定结构的DNA分子作用，有望调控基因的表达（Stabilization and Induction of Oligonucleotide i-Motif Structure via Graphene Quantum Dots. ACS Nano, 2013, 7, 531-537），石墨烯量子点可以修饰DNA的结构，有望在抗癌药物方面有一定的应用价值（Photo-Fenton Reaction of Graphene Oxide: A New Strategy to Prepare Graphene Quantum Dots for DNA Cleavage. ACS Nano, 2012, 6(8), 6592）。除此之外，石墨烯量子点也可用于癌症标志物的检测（Detection of the ovarian cancer biomarker CA-125 using  chemiluminescence resonance energy transfer to graphene quantum dots, DOI: 10.1039/c3cc47701k）以及细胞成像（Strongly green-photoluminescent graphene quantum dots for bioimaging applicationsw Chem. Commun., 2011, 47, 6858–6860.）。

聚合酶链式反应（PCR）作为一种DNA体外扩增技术，自1985年被发明以来，被广泛用于医学和生物学领域。但是，不同于体内扩增，PCR体系没有精确的调控和错配修复机制，有时会导致PCR扩增效率不够理想。近年来，有大量优化和改进PCR方法和技术的报道。例如，利用各种纳米材料作为增强剂来提高PCR技术的性能。如金纳米粒（Nanoparticle PCR: Nanogold-Assisted PCR with Enhanced Specificity. Angew. Chem. 2005, 117, 5230-5233）；有些综合优化效果不明显，如碳纳米粉（专利号：CN101134975A）、碳纳米管（Effects of single-walled carbon nanotubes on the polymerase chain reaction. Nanotechnology, 2004, 15, 154-157）等。但是其中一些纳米材料原料比较昂贵，成本高，所以有一定的缺陷性。最近报道的利用氧化石墨烯优化PCR的方法克服了其中一些优化方法的不足，PCR综合优化效果得到了改善（专利号：01010546630）。但是仍存在一些缺点，例如氧化石墨烯尺寸较大，所以生物相容性差，而且该方法中氧化石墨烯使用量较大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用石墨烯量子点优化聚合酶链式反应的方法。

本发明的第二个目的在于提供石墨烯量子点在优化聚合酶链式反应中的应用。

为实现本发明第一个目的，本发明公开以下技术方案：一种利用石墨烯量子点优化聚合酶链式反应的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）制备石墨烯量子点水溶液；

（2）将石墨烯量子点水溶液与PCR扩增反应体系按优化比例混合均匀；

（3）在PCR仪上按程序进行DNA扩增；

步骤（2）中所述优化比例是指石墨烯量子点的浓度是通过以下方法确定：对石墨烯量子点进行梯度稀释后加入到PCR体系中进行反应，以实际扩增效果达到优化的范围在体系中的比例为石墨烯量子点的优化比例。