[发明专利]一种基于量子点选择性识别反应的生物分析方法及其应用

说明书

本发明涉及一种基于量子点选择性识别反应的生物分析方法及其应用，所述方法包括基于QDs选择性识别Cu²⁺和DNA模板Cu NPs以得到对QDs荧光信号的改变，并基于对QDs荧光信号的改变，得到基于核酸链的目标物的分析结果。因此，本发明通过DNA模板Cu NPs引入基于QDs的选择性阳离子交换反应，可以将DNA模板Cu NPs‑QDs作为信号分子，在生物分析检测过程中可有效提高分析的灵敏度。能够广泛应用于基于核酸链的目标物的检测分析领域。

技术领域

本发明涉及生物医学诊断分析方法技术领域，尤其涉及一种基于量子点选择性识别反应的生物分析方法及其应用。

背景技术

在生物医学诊断和生物化学分析领域，就操作步骤而言主要分为非均相和均相两种。在非均相方法中，酶联免疫吸附分析(ELISA)最为典型，但是其需要标记和分离步骤。均相分析方法，整个检测过程均在一个离心管中，只要向离心管中加入反应液，最终稀释后在仪器上检测，其不需要分离洗涤等步骤。虽然现有技术中已存在多种均相荧光分析策略，但其分析灵敏度有限，仅仅能够满足一般检测需要，无法应用于超灵敏分析及疾病的超早期筛查中。

近年来，DNA模板铜纳米粒子(Cu NPs)被报道并广泛应用于分析诊断领域。DNA模板Cu NPs合成步骤简单(DNA、Cu²⁺与抗坏血酸等还原剂混合后反应，反应10min内完成，反应速度快)，反应条件温和(室温下，中性条件)，具有肉眼可见的荧光信号(Cu NPs发射波长在550-650nm之间)。然而，其荧光寿命短，约10min之后荧光信号会有很大程度的降低。且其荧光信号相对较低(低浓度时仪器难以测得)，则会影响分析诊断方法的灵敏度。但是本申请人发现DNA模版Cu NPs中有核酸链的参与，核酸链的存在可轻松扩展方法应用范围，以及引入基于核酸的信号放大技术，在扩展应用的同时改善分析灵敏度。因此，DNA模版Cu NPs的优点突出，但其不足之处依然很多。

发光量子点(QDs)目前已得到广泛应用。发光QDs具有荧光信号强、发光寿命长、可低成本快速合成多种颜色且能够长期稳定保存的优势。在申请人的前期研究中发现了多种基于CdTe QDs的选择性识别现象，并将其用于构建均相生物医学诊断方法，如QDs识别Ag⁺和Ag NPs，Ag⁺和C-Ag⁺-C，Hg²⁺和T-Hg²⁺-T等。然而，Ag⁺不稳定，Hg²⁺具有毒性，均会影响其应用。在此，本发明旨在基于QDs选择性识别Cu²⁺和DNA模版Cu NPs的分析方法，以改善分析诊断方法灵敏度，延长溶液信号寿命，增强荧光信号强度(可视化读取)等，对进一步探索其在医学诊断中的新应用是具有重要意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于量子点选择性识别反应的生物分析方法及其应用，以解决现有技术中存在的分析方法分析灵敏度有限的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

本发明提供了一种基于量子点选择性识别反应的生物分析方法，所述方法包括基于QDs选择性识别Cu²⁺和DNA模板Cu NPs，以得到对QDs荧光信号的改变，并基于对QDs荧光信号的改变，得到基于核酸链的目标物的分析结果。

根据一种优选实施方式，所述DNA模板Cu NPs包括聚胸腺嘧啶单链DNA模板CuNPs和双链DNA模板Cu NPs。

根据一种优选实施方式，所述的基于QDs选择性识别Cu²⁺和DNA模板Cu NPs，以得到对QDs荧光信号的改变包括利用QDs与Cu²⁺和DNA模板Cu NPs进行选择性阳离子交换反应，基于Cu²⁺和DNA模板Cu NPs分别以不同程度淬灭QDs荧光信号，以使各体系分别产生明显不同的可视化的颜色改变。