[发明专利]一种检测疾病核酸标志物的SPR-SERS双模传感器、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种检测疾病核酸标志物的SPR‑SERS双模传感器、其制备方法及其应用。该SPR‑SERS双模传感器通过提取暗场显微图像中暗场颜色的积分光密度来实现SPR传感模式，并通过获取ROX分子和4‑巯基苯甲酸(4‑MBA)分子的SERS特征峰的强度比值来实现比率型SERS传感模式。对于miRNA‑652检测，第一试剂、第二试剂和第三试剂中的核酸单链C、H1和H2为针对miRNA‑652设计的核苷酸序列不同的DNA链。本发明公开的SPR‑SERS双模传感器制备简单、检测灵敏度高、可靠性好，SPR传感模式和SERS传感模式对于血清中核酸检测的检出限均可达到飞摩尔每升量级，可实现在复杂生物样品中检测疾病相关的核酸标志物。

技术领域

本发明属于生物检测和光谱学检测领域，具体涉及一种用于胃癌核酸标志物miRNA-652检测的SPR-SERS双模传感器及其制备方法与应用。

背景技术

痕量核酸的准确检测对于疾病早期相关生物标志物的可靠分析至关重要，在疾病诊断、治疗和发病机制中起着重要作用。然而，由于核酸序列的某些细微变化而引起的遗传变异会产生显著的生物学效应。因此，发展超灵敏和可靠的方法来检测与低丰度疾病有关的生物标志物至关重要，并正成为一种不可阻挡的趋势。传统的分析方法如Northern印迹杂交、微阵列技术、实时定量聚合酶链式反应(PCR)等被广泛应用于核酸检测。除了这些传统方法外，各种光电生物传感器还通过与不同的纳米材料耦合或信号放大策略结合，用于核酸检测。由于疾病早期核酸标志物丰度低，样本成分复杂，单一模式检测易出现漏诊或诊断错误。因此，发展多种传感模式结合的检测策略以提高核酸测定的灵敏度和特异性是非常必要的。

近年来，表面等离子体共振(SPR)、表面增强拉曼散射(SERS)等基于等离子体的传感技术因其能够以微量、低成本、易操作等优势提供高灵敏、无标记的检测而受到广泛的研究关注。迄今为止，在单一模式检测的基础上，已有许多工作通过设计优越的等离子体纳米结构或提高生物分子修饰的纳米界面的生物活性以获得更高的灵敏度。然而，随着灵敏度的提高，传感器的可靠性可能被牺牲，因为异常的灵敏度很容易受到来自污染或复杂样品中其他分析物的背景光谱信号的影响。随着产生假阳性或假阴性信号的机会增加，这一问题不仅危及检测目标分析物的真实灵敏度，而且在实际应用中也产生了问题。提高高灵敏传感器可靠性的一个最优策略是发展两位一体(SPR-SERS双模)传感器，即用多个传感器检测同一目标分析物，期望同时协调各自的优点，弥补彼此的不足，实现准确可靠的检测。然而，由于SERS增强主要依赖于局域表面等离激元(LSPs)的激发，而SPR是基于传播表面等离激元(SPPs)，SERS和SPR的传感原理截然不同，将SPR和SERS检测策略(SPR-SERS)结合起来应用于等离子体传感器的研究很少。因此，开发SPR-SERS双模传感器是一个非常有挑战性的工作。而相较于制备大规模均匀的纳米阵列，基于胶体纳米粒子的传感策略有望使SPR-SERS双模传感器的制备和应用更加便捷。发明人于2020.06.12申请的CN202010539833.0，“SERS-SPR双模传感器及其制备方法和应用”，双模传感器包含检测芯片和DNA探针，检测芯片为表面修饰有四面体DNA的银纳米孔-纳米棒阵列基片。本发明将检测芯片依次与待检测液体样品、DNA探针溶液混合，通过互补配对形成“检测芯片-目标DNA-DNA探针”复合物，之后依次进行透射光谱测试、SERS测试，通过透射光谱特征谷的波长变化、SERS光谱及其特征信号强度值实现对于血清中核酸的高灵敏、特异性的双模传感检测，SERS传感模式和SPR传感模式的检测限分别达到了亚飞摩尔每升量级和亚皮摩尔每升量级，可实现在血清等复杂环境中检测核酸标志物。本发明是对该申请的技术改进。

发明内容