一種新型金納米棒的復合材料及其用于檢測小牛胸腺dna的濃度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及分析化學領域，特別涉及一種新型金納米棒的復合材料及其用于檢測小牛胸腺DNA。
【背景技術】
[0002]金納米棒(Au NRs)是一種各向異性的一維的納米材料，它作為一種新型的替代物在生物學以及生物醫學上有著廣泛的應用。由于金納米棒有著超強的輻射性和非輻射性，它可以被運用在以下幾個方面，例如生物傳感器、生物成像、基因和藥物的生物傳輸等。[參見 1.Nusz G.J., Marinakos S.M., Curry A.C., et al.Label-free plasmonicdetect1n of b1molecular binding by a single gold nanorod.Anal.Chem.，2008，80，984-989.2.Huang X.H.，Neretina S.，El-Sayed M.A.，Gold nanorods:from synthesis and properties to b1logical and b1medical applicat1ns.Adv.Mater.，2009，21，4880-4910.3.Takahashi H.，Niidome Y.，Yamada S.，Gold nanorod-sensitized cell death: microscopic observat1n of single livingcells irradiated by pulsed near-1nfrared laser light in the presence of goldnanorods.Chem.Commun.，2006，35，500-501.]納米棒具有很高的比表面積，它經常被選為納米載體來負載各種物質來構建多功能的納米探針。[參見Xiao Z.Y.，Ji C.W.，Shi J.J.，et al.DNA self-assembly of targeted near-1nfrared-responsive goldnanoparticles for cancer thermo-chemotherapy.Angew.Chem.1nt.Edit.，2012，124，12023-12027.]目前，基于金納米棒的生物傳感器主要是依賴于表面等離子體共振。[參見 Yu C.X., Nakshatri H., Irudayaraj J., Identity profiling of cell surfacemarkers by multiplex gold nanorod probes.Nan0.Lett.，2007，7，2300-2306.]因此，在熒光探針的領域構建基于金納米棒的生物傳感器是非常重要的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種包覆熒光染料、具有核殼結構的復合材料及其用于檢測小牛胸腺DNA。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種新型金納米棒的復合材料，包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結構的金納米棒，該復合材料的濃度為0.6489 nM，所使用的金納米棒的長軸為100±4 nm，短軸為28±3 nm，所使用的金納米棒的TEM圖像如圖1所示，合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯，20 %的甲醇溶液)，和配制濃度為10 mg/mL的吖啶橙，的體積比為3000:12:5。
[0005]所合成的復合材料采用熒光增強的方法檢測小牛胸腺DNA ;
采用以下步驟檢測小牛胸腺DNA:
步驟一:檢測不同濃度，0-18 Pg/mL的CtDNA對復合材料對應的熒光探針的響應； 步驟二:根據步驟一的實驗結果作出不同濃度CtDNA對應的熒光強度線性曲線；步驟三:加入待測樣品，測試其對復合材料對應的熒光探針的響應，帶入步驟二得到的線性曲線，計算其濃度。
[0006]所述步驟一中首先優化檢測的實驗條件，包括復合材料(Au NRsOS12-AO)的濃度、反應的PH值、不同的加入順序以及反應時間，然后在最佳條件下，利用熒光光譜儀檢測不同濃度小牛胸腺DNA與該復合材料作用后的熒光發射光譜，最后分析出發射光譜與濃度之間的線性關系。
[0007](I)選取不同的濃度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ,Ο.1625 ηΜ,Ο.1083 ηΜ,Ο.0813ηΜ,Ο.065 ηΜ,Ο.0433 ηΜ,Ο.0325 ηΜ)，檢測其熒光強度，分析出最佳的復合材料的濃度為0.1083 ηΜ ；
(2)選擇B-R緩沖液作為反應環境中pH的調節劑。我們選擇了pH從1.8到8.7，然后當加入一定濃度CtDNA后，我們分別檢測出Au NRsiS12-AO的熒光光譜，分析出最佳的反應PH值為5.7 ；
(3)檢測以下三種物質:AuNRsiS12-AO, BR緩沖液和ctDNA，三者不同的加入順序對實驗熒光強度的影響，對實驗的結果進行了分析發現當以以下順序(Au NRs@Si02-A0、BR緩沖液、ctDNA)進行檢測時所得到的熒光信號最強，說明此時熒光增強值最大，于是得出最佳的加入順序依次為:Au NRsiS12-AO, BR緩沖液、ctDNA ；
(4)檢測熒光探針與ctDNA不同的接觸時間對熒光信號穩定性的影響，得出最佳的反應時間為I min ；
(5)在以上最佳條件下，檢測不同濃度的ctDNA對該復合材料對應的熒光探針的影響。
[0008]一種基于金納米棒的復合材料用于檢測小牛胸腺DNA的應用。
[0009]由于介孔硅的引入可以增大吖啶橙的吸附量，同時在包覆于金納米棒表面后可以進一步提高金納米棒的比表面積以及其穩定性，我們設計了一種新型的熒光探針一吖啶橙摻雜介孔硅包覆金納米棒復合材料，并用于檢測小牛胸腺DNA的方法
本發明的有益效果:
(I)本發明的應用方法適用于其他納米級復合材料負載熒光染料或者藥物用于相關檢測等領域。
[0010](2)本發明應用方法所述檢測手段是采用的熒光增強的方法，對核酸檢測領域有著潛在的價值。
[0011](3)本發明應用方法，在檢測小牛胸腺DNA時，信號穩定，線性良好，檢測快速、簡單。
【附圖說明】
[0012]圖1合成的核殼材料所使用的金納米棒的TEM圖像
圖2該金納米棒的核殼復合材料檢測與不同濃度ctDNA作用對應的熒光響應曲線，其中 a-o 對應的 ctDNA 的濃度依次為 0，0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, 7.5，8.5, 9.5, 10.5, 13.5, 15.5, 18 Mg/mL。
[0013]圖3不同濃度ctDNA對應的熒光強度線性曲線。插入圖為(F-Ftl)/F。與ctDNA濃度的線性相關曲線。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0015]實施例1:
一種新型金納米棒的復合材料，包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結構的金納米棒，該復合材料的濃度為0.6489 nM，所使用的金納米棒的長軸為100±4 nm短軸為28±3 nm,所使用的金納米棒的TEM圖像如圖1所示，合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和吖啶橙(配制濃度為10 mg/mL)的體積比為3000:12:5。
[0016]所合成的復合材料采用熒光增強的方法檢測小牛胸腺DNA ;
采用以下步驟檢測小牛胸腺DNA:
步驟一:檢測不同濃度，0-18 Pg/mL的ctDNA對復合材料對應的熒光探針的響應；步驟二:根據步驟一的實驗結果作出不同濃度ctDNA對應的熒光強度線性曲線；步驟三:加入待測樣品，測試其對復合材料對應的熒光探針的響應，帶入步驟二得到的線性曲線，計算其濃度。
[0017]實驗條件的優化:
Au NRs@Si02-A0 的濃度優化:選取不同的濃度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ，0.1625 ηΜ,0.1083 ηΜ，0.0813 ηΜ，0.065 ηΜ，0.0433 ηΜ，0.0325 ηΜ)，檢測其熒光強度，分析出最佳的復合材料的濃度，；
反應pH優化:選擇B-R緩沖液作為反應環境中pH的調節劑。我們選擇了 pH從1.8到8.7，然后當加入一定濃度ctDNA后，我們分別檢測出Au NRsiS12-AO的熒光光譜，分析出最佳的反應pH值；
加入順序優化:檢測以下三種物質:Au NRs@Si02-A0、BR緩沖液和ctDNA，三者不同的加入順序對實驗熒光強度的影響；
反應時間優化:檢測熒光探針與ctDNA不同的接觸時間對熒光信號穩定性的影響，得出最佳的反應時間；
檢測ctDNA:在以上最佳條件下，檢測不同濃度(0-18 Pg/mL)的ctDNA對該復合材料對應的熒光探針的響應，對應的響應曲線為圖2所示。其中檢測范圍可以從0.5 Pg/mL到10Kg/mL，檢測限為0.1667 Pg/mL，線性相關系數為0.9985，對應的線性曲線為圖3所示。因此，該種復合材料可用于定量檢測小牛胸腺DNA，且檢測過程迅速簡單穩定。
[0018]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書其等效物界定。
【主權項】
1.一種新型金納米棒復合材料，其特征在于包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結構的金納米棒，該復合材料合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和配制濃度為10 mg/mL的吖啶橙的體積比為3000:12:5。
2.一種權利要求1所述的新型金納米棒復合材料用于檢測小牛胸腺DNA的濃度的方法，具體包括如下步驟: 步驟一:檢測不同濃度，0-18 Pg/mL的ctDNA對新型金納米棒復合材料對應的焚光探針的響應； 步驟二:根據步驟一的實驗結果作出不同濃度ctDNA對應的熒光強度線性曲線； 步驟三:加入待測樣品，測試其對新型金納米棒復合材料對應的熒光探針的響應，帶入步驟二得到的線性曲線，計算其濃度。
3.根據權利要求2所述的新型金納米棒的復合材料用于檢測小牛胸腺DNA的濃度的方法，其特征在于步驟一中新型金納米棒復合材料的濃度為0.1083 nM，使用B-R緩沖液調節反應體系PH為5.7，加入順序依次為:Au NRsOS12-AO、BR緩沖液、ctDNA ;檢測熒光探針與ctDNA不同的接觸時間對熒光信號穩定性的影響，應時間為I min。
4.根據權利要求2所述的新型金納米棒的復合材料用于檢測小牛胸腺DNA的濃度的方法，其特征在于步驟二中熒光光譜儀的激發和發射的狹縫寬度分別為3 nm和5 nm。
【專利摘要】本發明公開了一種包覆熒光染料、具有核殼結構的新型金納米棒復合材料及其用于檢測小牛胸腺DNA濃度的方法。在優化檢測的實驗條件，包括復合材料（Au NRsSiO2-AO）的濃度、反應的pH值、不同的加入順序以及反應時間的基礎上，在最佳條件下，利用熒光光譜儀檢測不同濃度小牛胸腺DNA與該復合材料作用后的熒光發射光譜，最后分析出熒光發射光譜與ctDNA濃度之間的線性關系。本發明的應用方法是采用熒光增強的檢測手段，在檢測小牛胸腺DNA時，信號穩定，線性良好，檢測快速、簡單。
【IPC分類】G01N21-64, B82Y35-00
【公開號】CN104819967
【申請號】CN201510206233
【發明人】朱衛華, 宣成磊, 王偉
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月28日