[发明专利]液相表面增强拉曼光谱传感器、其制备方法及其用于核酸检测的用途

说明书

本发明公开了液相表面增强拉曼光谱传感器、其制备方法及其用于核酸检测的用途。该传感器包含检测基底和SERS探针两部分。检测基底为四面体DNA探针修饰的磁核枝杈状金壳纳米颗粒，SERS探针为表面修饰有能与目标核酸杂交的特定碱基序列和拉曼信号分子的金纳米颗粒。检测是，将检测基底、SERS探针与待检测液体样品混合，通过碱基互补配对形成“检测基底‑目标核酸‑SERS探针”夹心结构复合物，借助外加磁场分离检测液中的复合物并富集后进行SERS测试，利用SERS信号实现了对于血清中核酸的高灵敏、特异性检测，检测限达到fM，可实现在血清等复杂环境中检测核酸标志物。

技术领域

本发明属于功能纳米材料和生物检测领域，具体涉及一种用于核酸检测的液相表面增强拉曼光谱(简称SERS)传感器、其制备方法及其核酸检测的用途。

背景技术

随着对肿瘤发生机制的研究不断深入，人们逐步认识到肿瘤本质上是一种遗传物质改变引起的疾病，近年来研究证明miRNA的表达失控与肿瘤的发生发展密切相关，在特定组织及特定发育阶段表达，具有组织特异性和时序性，这就决定了miRNA在疾病诊断中的重要作用。然而在病变的早期肿瘤核酸标志物含量很低，急需发展可靠、价格低廉的高灵敏检测新方法。

SERS技术具有超高的检测灵敏度，能够实现单分子水平检测，为肿瘤标志物筛选及肿瘤早期检测提供新的超灵敏分析检测方法。而且制备具有丰富的尖端及间隙等SERS“热点”的金纳米材料并构建SERS传感器，有望获得高灵敏检测。在基于SERS技术的液相检测方法中，通常选择磁性纳米颗粒作为基底，利用其良好的磁响应性能进行样品的分离、提纯和富集。但已报道的磁性核壳结构大部分制备得到平滑的金壳表面，但对于磁核表面生长枝杈状金壳进而提升颗粒SERS 增强性能的研究较为少见。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种液相表面增强拉曼光谱传感器，该传感器检测基底以磁核枝杈状金壳纳米颗粒为载体，经表面修饰特定的四面体DNA探针构建得到，复合磁性和SERS活性。

本发明的另一个目的是提供一种液相表面增强拉曼光谱传感器的制备方法。

本发明的再一个目的是提供一种液相表面增强拉曼光谱传感器用于核酸检测的用途，具有超高的检测灵敏度，能够实现单分子水平检测。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于核酸检测的液相SERS传感器，包含检测基底和 SERS探针，其中，检测基底为表面修饰四面体DNA探针的磁核枝杈状金壳纳米颗粒。

所述的DNA探针为具有三维立体结构四面体DNA，该四面体DNA由四条DNA单链自组装而成，其中的三条单链DNA 分别在5’端修饰巯基，第四条DNA链5’端延伸出与miRNA-21部分碱基互补配对的碱基序列；制备方法是：四条DNA单链等物质的量混合，经加热和降温处理过程，即在95℃环境中保持2～5min，再在4℃环境中保持20～30min，得到四面体DNA探针。

所涉及到的SERS传感器构建及工作原理图如图6所示：

基于上述液相表面增强拉曼光谱传感器的检测方法是：检测基底和SERS探针与含有不同浓度目标核酸miRNA-21的血清样品溶液混合共培育，检测基底上的四面体DNA探针-目标核酸分子-SERS探针通过特异性地碱基互补配对后形成夹心结构复合物，借助外加磁场分离检测液中的复合物并富集后进行SERS测试，得到不同浓度样品检测的SERS信号强度，以核酸浓度为横坐标，以SERS信号强度为纵坐标做出工作曲线，根据工作曲线计算得出待测样品中目标核酸的浓度。

其中混合共培育的条件为：在37℃，杂交反应3h。

上述液相表面增强拉曼光谱传感器的制备方法，步骤如下：

(一)检测基底的制备，包括如下步骤：