[发明专利]一种基于循环扩增和阳离子交换检测核酸分子的方法

说明书

本发明属于核酸分子检测技术领域，公开了一种基于循环扩增和阳离子交换检测核酸分子的方法，采用3D纳米步行机对miRNA141识别及剪切扩增，结合磁珠与剪切酶循环技术释放银纳米粒子，通过酸将纳米粒子转换为离子，与光电材料CdSe进行阳离子交换，使CdSe光电信号降低，实现对miRNA141的检测。本发明具有光电化学活性的物质在光作用下，外层电子吸收能量产生跃迁从而传递电荷，电极材料经过修饰；可以同DNA，抗体，纳米金等物质相结合，极大的丰富了光致电化学传感器的应用范围，并且还可以同PCR，酶联反应，循环扩增等方法结合，提高检测的灵敏度。

技术领域

本发明属于核酸分子检测技术领域，尤其涉及一种基于循环扩增和阳离子交换检测核酸分子的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：目前，miRNA的检测与肿瘤的发生有密切关系，因此作为肿瘤早期诊断的重要依据。现有的荧光、聚合放大以及印记技术对检测的灵敏度不够高，特异性不好。光电检测技术因具有稳定性好，背景信号低，检测范围宽被广泛应用于核酸分子检测。目前，检测miRNA的方法主要是将DNA分子机器与电致化学发光传感相结合，首先将量子点与金纳米粒子靠近，发生共振能量转移，通过反应得到的DNA链将量子点发光恢复的原理实现miRNA的检测，但是该方法存在共振能量转移猝灭效率不高，电子转移速度慢等缺陷，易出现假阳性结果。光致电化学传感器采用光作为激发源，电流做为检测信号，激发源与信号源分离，极大的降低了背景信号的干扰，同时操作简单，信号响应快，灵敏度高，检测线低，能够对靶物质实现痕量检测，广泛的应用于各种检测，如肿瘤标志物，重金属离子、可卡因等小分子物质，病毒，血清等等。光致电化学传感器目前在临床诊断，环境监测，食品安全等领域广泛应用。具有光电化学活性的物质在光作用下，外层电子吸收能量产生跃迁从而传递电荷，目前最常用的光电活性物质一般为半导体材料，如ZnO，CuS，CdTe，TiO₂等等，并且发现复合后的材料能够大大增强光电流信号，并且稳定性也好。而这些电极材料经过修饰，可以同DNA，抗体，纳米金等物质相结合，极大的丰富了光致电化学传感器的应用范围，并且还可以同PCR，酶联反应，循环扩增等方法结合，提高检测的灵敏度。

现有技术一通过利用层层组装的方法将CdS固定在ITO电极上。通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)上的氨基与CdS上的羧基之间的静电吸附作用将光敏活性物质CdS固定在ITO电极上，形成5层的(PDDA/CdS)膜，然后利用乙基-(3-二甲基丙基)碳二亚胺盐酸(EDC)将抗体固定在带有羧基(-COOH)的CdS量子点上，用BSA封闭电极后，检测抗原(J.Phys.Chem.C，2009，113(25)，pp 11142–11148)。CdTe，CdS等系列材料被广泛的应用于光致电化学传感器的应用，其本身就具有较高的光电流信号，复合后能够产生更高的光电流信号。

现有技术二将CdTe修饰到电极上，制备光电免疫传感器，在二抗上修饰有纳米银，进行竞争性免疫，检测黄曲霉毒素，最后将携带的纳米银进行酸溶，与固定在电极上的CdTe进行阳离子交换，检测降低的光电流信号。

分子机器是通过力学与化学通过彼此之间的偶联作用，实现主动逆转其中一方的自然过程。由于核酸在其碱基序列及其杂化-络合结构中包含大量的信息，科学家们试图利用这一生物分子信息来开发出像机器一样的具有能动性的DNA纳米结构，并成功实现DNA纳米机器或DNA分子机器在分子水平实现纳米尺度的运动，成为处理外部自由能而实现自身运转的机器代表。最近，构建了高度有序且无基质的3D DNA分子机器。

近年来，分子机器引起了越来越多的关注，不同尺寸，维度、效率与功能的分子机器成为研究的热点。追求可控性更高的、效率更高的3D DNA纳米机器成为一种重要趋势。目前3D DNA分子机器的主要以金属微粒作为基质并在其表面固载DNA探针，这些探针是杂乱无章且无序排列的，金属微粒与探针之间也存在较多非特异性吸附，因而3D DNA纳米机器的运行效率受到了一定的负面影响。

综上所述，现有技术存在的问题是：