[发明专利]一种基于硅纳米螺旋结构的精准病毒俘获及提取方法

说明书

本发明公开一种基于硅纳米螺旋结构的精准病毒俘获及提取方法，包括以下几个步骤：S1：将制得的硅纳米螺旋结构样品放入浓度为0.4%的氢氟酸溶液中，使氧化硅柱快速溶解，得到含有若干笼状螺旋状硅纳米线的混合液；S2：多次过滤、清洗将笼状螺旋状硅纳米线分散在无菌溶液中；S3：加入血管紧张素转化酶II对笼状螺旋状硅纳米线进行功能化修饰；S4：再次清洗后，通过雾化吸入的方式，将含有笼状螺旋状硅纳米线的液体送至肺部，与冠状病毒结合实现俘获；S5：被笼状螺旋状硅纳米线捕获的病毒将以痰液的方式排出，形成高浓度的病毒溶液，实现高效提取。

技术领域

本发明涉及一种基于硅纳米螺旋结构的精准病毒俘获及提取方法，属于生物医用技术领域。

背景技术

冠状病毒严重威胁人类健康，因此对其的准确检测对研究其感染机理以及疫情的防控具有重要意义。目前，病毒的提取主要采取咽拭子手段，其捕获的病毒含量较低，导致病毒的检测手段主要依靠基于荧光标记探针对扩增的靶核酸进行检测，即通过逆转录酶将病毒的RNA序列反转为DNA序列并继续进行PCR扩增[1. 盛楠,马雪萍,逄淑云,宋沁馨,邹秉杰,周国华.新型冠状病毒SARS-CoV-2核酸检测技术平台的研究进展[J/OL].分析化学:1-12]。然而，单链RNA结构的冠状病毒极易发生变异，使核酸编码氨基酸序列发生变化从而使病毒的抗原性发生变化，导致原有的疫苗失效，免疫失败。值得注意的是，在变异过程中病毒的尺寸变化可忽略不计，一般为60-140 nm[2. 陶青霄,石春薇.新型冠状病毒肺炎发病机制分析[J].华中科技大学学报(医学版),2020,49(02):156-160.]。利用此尺寸不变的特性，开发具有尺寸靶向的三维纳米“笼”结构则将是高效捕获病毒的有效途径。通过控制三维纳米“笼”结构的大小，即可实现纳米线结构对病毒的选择性通过。此外，捕获的病毒在体内与周围细胞隔离，无法感染细胞且更有利于聚集而实现高密度收集。因此，如何制备出与病毒尺寸相近且对生物体无毒无害的三维纳米结构对提高核酸检测灵敏度和准确率至关重要。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明根据病毒变异中“特征尺寸不变”的特征，开拓一种全新的“纳米尺寸靶向”新思路，提供一种基于硅纳米螺旋结构的精准病毒俘获及提取方法。

技术方案：一种基于硅纳米螺旋结构的精准病毒俘获及提取方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1：将制得的硅纳米螺旋结构样品放入浓度为0.4%的氢氟酸溶液中，使氧化硅柱快速溶解，得到含有若干笼状螺旋状硅纳米线的混合液；

S2：多次过滤、清洗将笼状螺旋状硅纳米线分散在无菌溶液中；

S3：加入血管紧张素转化酶II对笼状螺旋状硅纳米线进行功能化修饰；

S4：再次清洗后，通过雾化吸入的方式，将含有笼状螺旋状硅纳米线的液体送至肺部，与冠状病毒结合实现俘获；

S5：被笼状螺旋状硅纳米线捕获的病毒将以痰液的方式排出，形成高浓度的病毒溶液，实现高效提取。

本发明进一步限定的技术方案为：所述S2步中的过滤方法采用离心分离或不同孔径过滤膜过滤。

进一步的，所述S2步中的无菌溶液为超纯水、生理盐水、磷酸盐缓冲液及葡萄糖溶液中任意一种。

进一步的，所述笼状的外形为圆柱体、圆锥体、三角锥、或者多面体形。

进一步的，当所述螺旋状硅纳米线为圆锥体形笼状结构时，所述S1中硅纳米螺旋结构样品的制备包括以下几个步骤：

第一步：将聚苯乙烯小球铺在硅片上，或者通过光刻技术在硅衬底的表面进行图案化处理以留出圆形光刻胶阵列，之后通过氧等离子体对聚苯乙烯小球或光刻胶进行缩刻，使聚苯乙烯小球或光刻胶尺寸缩小到50~100 nm之间；