[发明专利]基于DNAWalker信号放大构建“Z”型光电适配体分析方法

说明书

本发明公开了一种基于DNA Walker信号放大构建“Z”型光电适配体分析方法。该方法受启发于植物光合作用“Z”电子转移，通过DNA Walker将CdS量子点连接到沉积在BiVO₄的纳米金上，BiVO₄产生的光生电子从其导带通过纳米金的电子传递作用转移到CdS量子点的价带，从而抑制了电子和空穴的复合，提高光电流，实现了信号放大。本方法采用电化学工作站与氙灯联用，成本低、检测灵敏度高，将仿生应用于光电化学，为癌症标记物的检测提供了一种灵敏且性能稳定的光电化学检测方法。

技术领域

本发明涉及了一种基于DNA Walker信号放大构建“Z”型光电适配体分析方法，属于纳米材料和生物分析技术领域。

背景技术

目前，我国癌症发病率呈现逐年上升趋势，死亡率居高不下，这与许多患者确诊时已经是中晚期密切相关，中晚期癌症的治疗效果相对早期会大大减弱，因此癌症的早期诊断对预防和治疗非常重要。

光电化学生物传感器作为一种新型的电化学生物传感具有价格低廉、设备简单、反应迅速，检测灵敏的优点，相比于医院所使用的传统的ECL及试剂盒检测方法，其突出特点是具有更高的灵敏度，这对于癌症患者术后的标记物检测具有很大意义，因为术后癌症标记物的含量往往是传统方法检测不到的，因此光电化学生物传感应用于癌症的早期诊断，特别是术后癌症标记物的检测更具有优势。

在光电化学检测中，光作为激发信号激发光敏材料，当光敏材料吸收光的能量高于其带隙宽度时，电子从价带跃迁至导带，产生空穴，但电子和空穴电对极易发生复合或者电荷转移，因此增大光电流提高灵敏度就要降低电子空穴的复合率。在植物的光合作用中，PSII光系统的P680光反应中心受到光照后，光生电子从P680的价带经过一系列的反应进入光反应系统PSI的P700反应中心的空穴，从而抑制了电子和空穴的复合，反应中电子转移方向呈“Z”型，因此称为“Z”型反应，该反应的量子效率接近100%，由此可以效仿植物“Z”型反应来构建人工“Z”型反应，降低电子空穴复合率，增强光电流，提高检测灵敏度。

DNA Walker可以将化学能转化成对DNA分子在轨道移动的精确调控。DNA轨道是影响信号放大效果的重要因素，与一维和二维DNA分子轨道相比，三维轨道由于其强大的DNA富集作用具有更优异的信号放大优势。在三维轨道上DNA Walker运动主要是通过燃料协助下的碱基互补配对，DNA离解，具有一系列构象变化的DNA分支迁移，这些方法都可以实现卓越的信号放大效果。

发明内容

基于以上背景，本发明的目的在于提供一种高灵敏的癌症标记物检测方法，基于DNA Walker信号放大构建“Z”型光电适配体传感器，实现对癌症的早期和术后检测。其技术原理是通过在BiVO₄上光沉积纳米金，通过金-巯键连接发夹DNA1构建三维DNA分子轨道，通过目标物的引入，释放被固定在磁珠上的由目标物适配体捕获的DNA催化剂，加入标记CdS量子点的发夹DNA2触发DNA Walker移动，将CdS量子点固定在沉积在BiVO₄的纳米金上，构建人工“Z”型光反应体系，降低电子空穴复合率，增强光电流，提高检测灵敏度，从而实现对癌症标记物的低成本、便携、高灵敏检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于DNA Walker信号放大构建“Z”型光电适配体分析方法包括如下步骤：

（1）制备{010}晶面沉积纳米金颗粒的BiVO₄；

（2）将含有目标物适配体片段的DNA与磁珠相连，加入DNA Walker催化链与之反应，离心清洗，再通过加入目标物PSA释放DNA Walker催化链；