[发明专利]一种无酶生物传感器用于检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的活性

说明书

本发明提供了一种用于检测尿嘧啶‑DNA糖基化酶的无酶生物传感器，包括UDG模板链1，银纳米团簇DNA模板链2，富含胞嘧啶的DNA链3。本发明采用荧光法检测尿嘧啶‑DNA糖基化酶的活性，荧光检测的激发波长为570nm，发射波长为630nm，检测波段为590‑720nm。本发明所述的生物传感器特异性好、灵敏度高，反应条件温和、反应速度快；因为反应过程没有外在酶的加入且采用银纳米团簇荧光检测，因此操作简便、反应要求低、检测周期短、性能稳定、重复性好，适用于医疗卫生领域对UDG的检测。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，涉及催化发夹自组装放大及银纳米团簇荧光强度变化检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的无酶生物传感器。

背景技术

在生物体中，由于遗传信息的完整性不断受到反应性自由基物种、毒素和辐射的威胁，从而导致基因组胞嘧啶碱基转化为尿嘧啶碱基，引起高度的DNA碱基诱变损伤。尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）是最重要的DNA修复酶（BER）之一，起着重要的修复作用。UDG通过水解异常碱基和糖之间的糖苷键，特异性去除双链和单链DNA中受损的尿嘧啶碱基，产生脱嘌呤/脱嘧啶（AP）位点，用于下游修复过程。UDG活性的异常表达会影响基础修复过程，最终导致相关疾病，包括淋巴瘤，Bloom综合征，人类免疫缺陷、肺癌等疾病。因此，作为一种潜在的生物标志物，UDG活性的敏感和特异性检测对于BER研究机制以及进一步探索其在疾病诊断中的作用至关重要。目前报道UDG的检测方法包括放射免疫分析法、化学免疫发光分析、化学发光酶免疫分析技术、电化学发光免疫分析技术等，这些方法往往存在仪器昂贵、操作复杂、价格昂贵、灵敏度低、反应条件苛刻、对人体有放射性等问题。因此，目前急需建立一种快速，准确，灵敏且高特异性的检测方法来检测尿嘧啶-DNA糖基化酶。

发明内容

为了解決以上现有技术中检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的方法特异性和灵敏度都比较低、成本高、操作复杂的问题，本发明提供了一种特异性和灵敏度高、成本低、检测速度快的基于催化发夹组装放大及银纳米团簇荧光强度变化检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的生物传感。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）的无酶生物传感器，包括1链、2链和3链。所述1链，2链和3链均是发夹结构，在目标UDG存在的条件下1链中的“U”碱基被切割成无碱基的空位点，引起1链的DNA结构由发夹结构变为单链结构；单链结构的1链充当引发链来打开2发夹链，3链被2链序列打开并将单链1链替换下去，形成2链和3链的双链结构，从而使2链中用于形成银纳米团簇的序列暴露出来并使3链中的富G序列靠近银纳米团簇模板序列，直到溶液中的2链与3链互相结合，加入AgNO₃溶液和NaBH₄溶液，激发银纳米团簇发出强烈的荧光，实现检测，2链的银纳米团簇结合序列与AgNO₃、NaBH4的摩尔比为1：6：6。图1为本生物传感器的工作原理图；

所述1链的序列为：CCCTATCAGGCCTATCTCCAACTAAAC/rU/GA/rU/TAG；

所述2链的序列为：CCCTTAATCCCCTATCACGTAACTATCAACATAGGCCTGATAGGG；

所述3链的序列为：ATCACGCCTATGTTGATAGTTACGTGATGGGGTGGGGTGGGGTGGG。

所述DNA发夹结构用以下制备方法获得：用20mM的PBS缓冲液配制1链、2链、3链，然后95℃加热5min,自然冷却至室温形成发夹结构，4℃储存备用。