[发明专利]一种介孔钛硅化合物及其在核酸分子检测上的应用

说明书

本发明公开了一种介孔钛硅化合物及其在核酸分子检测上的应用。本发明的介孔钛硅化合物以酵母生物体的特殊纳米结构为模板，利用生物矿化的原理仿生合成，其可用于电极传感活性材料制备生物传感电极，进一步用于核酸分子的检测，具有选择性高，重复性好，操作简单经济等优点。

技术领域

本发明属于生物传感技术领域，特别是涉及一种介孔钛硅化合物及其在核酸分子检测上的应用。

背景技术

癌症是威胁人类生命健康的重大疾病。国家癌症中心最新统计显示，每分钟大约有7人被确诊为癌症患者。早期诊断早期治疗，癌症是很容易治愈的。但往往由于检测技术的制约，癌症一经确诊，大多已处于中晚期，给癌症的治疗带来极大困难。因此，癌症早期诊断治疗是癌症防治的关键。

miRNA是一类非编码、内源性的小分子RNA(17～25个碱基)，广泛存在于动物和植物体内，在癌或肿瘤的发生、发展过程中起着关键作用。目前，miRNA被公认最具潜力的肿瘤标志物。以miRNA作为肿瘤标志物，比检测蛋白肿瘤标志物特异性更高、更直接、更具优势。但由于miRNA片段短、在人体中含量低、序列同源性高(多数只相差一个碱基)，致使miRNA的超灵敏的特异性检测仍面临诸多挑战。

目前常用的miRNA检测技术包括Northern印迹杂交(northern blotting)、微阵列芯片、实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)。Northern印迹杂交法样品需求量大、灵敏度低、不适合高通量分析，在临床上并不适用。微阵列芯片又称基因芯片，可对miRNA实行高通量、多组分检测。然其相对费用较高，可重复性差，需要足够的miRNA初始样本，一般只用于初筛，所得结果仍需要实时荧光PCR验证。临床和科研中常使用实时荧光定量PCR来检测miRNA，该方法虽然能够灵敏地定量检测低丰度表达的miRNA，进行高通量筛选，是目前检测miRNA表达最常用的技术，但是miRNA序列短，逆转录困难，且引物设计复杂，控温严格。另外，PCR过程中非特异性扩增也容易导致假阳性。

近些年，一些新的miRNA检测方法不断涌现，涉及生物发光、酶分析、分子信标、深度测序、锁核酸和桥连链式反应等等技术，但是这些方法仍然存在很多无法克服的缺陷，比如特异性和灵敏度相对较低，并且检测体系引入荧光指示剂及酶等外来分子标识，不但提高操作复杂性和检测成本，而且引入了外来误差，故无法满足miRNA的检测的实际应用需求。

电化学技术具有选择性好、灵敏度高、快速经济，连续实时监测等突出优点，广泛应用于生命科学、生物医药等领域。电化学传感器性能的优劣，取决于电极传感材料的优劣。如何提高电化学传感性能，其中提高电极传感材料的电催化性能是重中之重。多孔材料由于其特殊的多孔性结构，使其具有高比表面积、高孔隙率、高透过性、可组装性等诸多物理化学性能，有利于物质的扩散、吸附和电解质的渗移，并且介孔材料本身就是良好的电催化材料及其载体材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔钛硅化合物及其在核酸分子检测上的应用。本发明利用生物矿化的原理，仿生合成有序介孔钛硅化合物，并以所合成的有序介孔钛硅化合物作为电极传感活性材料，炭电极或金属电极为基底电极，组装传感修饰电极，可以进行核酸检测。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种介孔钛硅化合物，其通过如下方法制备而成：

(1)按照营养源蔗糖与酵母质量比0.5-3的比例将两者混合，进行酵母细胞培养，得到生物乳化液；

(2)将硅源和钛源按照体积比20:1-30:1混合溶解于乙醇和异丙醇混合溶剂中，然后将上述混合液滴加入步骤(1)中的生物乳化液中，矿化1-3h，最后添加水解促进剂进行水解得到水解产物；

(3)将水解产物抽滤，于300～700℃煅烧4～6h，得到有序介孔钛硅化合物。