一种痕量目标物的聚集检测方法及超声聚集装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种痕量目标物的聚集检测方法及超声聚集装置；所述痕量目标物的聚集检测方法是在超声条件下将DNA修饰的金纳米颗粒与待测痕量目标DNA分子结合，再改变超声频率以聚集金纳米颗粒，最终实现所述待测痕量目标DNA分子的痕量检测。所述痕量目标物的聚集检测方法具有响应时间短、检测效率高等优势，在实现快速精准分析和超痕量检测方面具有重要价值，为痕量标志物的超灵敏检测提供了一种高效可行的方案。

【技术实现步骤摘要】
一种痕量目标物的聚集检测方法及超声聚集装置
本专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种痕量目标物的聚集检测方法及超声聚集装置。
技术介绍
精准医疗检测的关键在于样品的富集和分离处理。传统的样品分离富集方法主要有沉淀、蒸馏与挥发、溶剂萃取、离子交换、电化学以及膜分离等，这些方法主要利用不同物质的理化性质差异实现将同一类物质从样品基质中分离出来，并进一步纯化、富集，甚至将待测组分进行化学改性使之成为可测形式，从而提高分析的特异性、灵敏度与准确性，为环境分析，药物成分分析等提供了极好的样品前处理手段。但是在复杂生物样品中痕量待测物的富集处理方面，往往需要将特定物质从同一类型的混合样品中分离出来(如从混合的DNA样品中分离特定片段的DNA)。传统富集技术在灵敏度和特异性方面还不能满足癌症精准分析的苛刻要求。因此开发癌症相关的痕量标志物的快速高效富集与分离方法成为精准医疗检测研究的重中之重。微纳米颗粒的聚集效应也是近来的研究热题。研究者通过化学趋向性、光、磁等驱动方式，都可以诱导和控制微纳米颗粒聚集以完成复杂的任务，不过大多是通过刺激改变浓度的方式来驱动纳米颗粒运动聚集，这些方式都具有响应时间长、聚集速度慢、驱动不可逆、样品检测特异性低、富集时间长等缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种痕量目标物的聚集检测方法及超声聚集装置。所述痕量目标物的聚集检测方法具有响应时间短、检测效率高等优势，在实现快速精准分析和超痕量检测方面具有重要价值，为痕量标志物的超灵敏检测提供了一种高效可行的方案。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种痕量目标物的聚集检测方法，所述痕量目标物的聚集检测方法是在超声条件下将DNA修饰的金纳米颗粒与待测痕量目标DNA分子结合，再改变超声频率以聚集金纳米颗粒，最终实现所述待测痕量目标DNA分子的痕量检测。进一步地，所述聚集金纳米颗粒的过程具体为：将所述DNA修饰的金纳米颗粒加入含有已用生物染色剂修饰的待测痕量目标DNA分子的溶液中，在超声条件下，所述DNA修饰的金纳米颗粒与所述待测痕量目标DNA分子结合，结合后，改变超声频率，使金纳米颗粒在超声波控制下聚集，得到聚集物。进一步地，所述金纳米颗粒的制备方法如下：在含有柠檬酸三钠和四氯金酸组成的混合溶液M中，加入还原剂硼氢化钠进行还原反应，得到金纳米种子溶液，再用三步种子法制备得到金纳米颗粒；进一步地，所述DNA修饰的金纳米颗粒的制备方法如下：将所述金纳米颗粒溶液调节pH至酸性，使其带正电；将所述金纳米颗粒溶液和巯基修饰的探针DNA分子加入缓冲溶液A中配成5nmol/L的金纳米颗粒溶液，充分振荡后离心，得到沉淀X，将所述沉淀X加入缓冲溶液B中并离心以除去游离的DNA分子，得到沉淀X1，所述沉淀X1即为DNA修饰的金纳米颗粒；进一步地，所述待测痕量目标DNA分子的痕量检测具体内容如下：所述聚集物充当粗糙金属基底，聚集的金纳米颗粒间有被所述生物染色剂修饰的待测痕量目标DNA分子，此时用显微共聚焦拉曼光谱仪对不同聚集点进行SERS检测。进一步地，所述三步种子法的具体操作内容为：1)将所述金纳米种子溶液加入到生长溶液中静置t1小时后得到溶液A；2)取V2溶液A加入到生长溶液中静置t2小时后得到溶液B；3)取V3溶液B加入到生长溶液中静置t3小时后得到所述得到金纳米颗粒混合溶液。进一步地，所述金纳米种子的平均粒径为平均粒径在3.5±0.7nm。进一步地，所述生长溶液为由100mmol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液、0.25mmol/L四氯金酸溶液和100mmol/L抗坏血酸溶液配制得到；所述十六烷基三甲基溴化铵溶液、所述四氯金酸溶液和所述抗坏血酸溶液的体积比为90：90：1。进一步地，1)中所述t1小时为4～10小时。进一步地，2)中所述V2范围为1～5ml，t2小时为4～10小时。进一步地，3)中所述V3范围为1～5ml，t3小时为4～10小时。进一步地，所述混合溶液M中所述柠檬酸三钠的浓度为0.15mmol/L～1.00mmol/L。进一步地，所述混合溶液M中所述四氯金酸的浓度为0.15mmol/L～1.00mmol/L。进一步地，所述PH为1.0～4.0。进一步地，所述PH采用稀盐酸调节。进一步地，所述盐酸浓度为3～8mol/L。进一步地，所述缓冲溶液A为0.01％～0.04％十二烷基硫酸钠、0.5～1×Tris-硼酸和400mmol/L～1000mmol/L氯化钠水溶液混合而成，体积比为3：2：1。进一步地，所述缓冲溶液B为0.5～1×Tris-硼酸和50mmol/L～200mmol/L氯化钠水溶液混合而成；所述Tris-硼酸和所述氯化钠水溶液的体积比为2：1。进一步地，所述Tris-硼酸即为TBE是一种PCR技术中用到的缓冲液。进一步地，所述0.5～1×Tris-硼酸通过如下方法配置：取54gTris，27.5g硼酸和0.5mol/LpH为8.0的EDTA20ml(用700ml超纯水将14.6gEDTA溶解，用NaOH调pH至8.0后用超纯水混合至1000ml)混合，用超纯水定容至1000ml，此时为5×TBE(Tris-硼酸)。取所配母液50ml与200ml超纯水混合即得1×TBE。取所配母液50ml与450ml超纯水混合即得0.5×TBE。进一步地，所述Tris为三羟甲基氨基甲烷。进一步地，所述生物染色剂为罗丹明(R6G)、甲基绿、二苯胺或吡罗红。进一步地，所述DNA修饰的金纳米颗粒中的DNA为单链或双链。进一步地，所述待测痕量目标DNA分子为单链或双链。进一步地，所述DNA修饰的金纳米颗粒用RNA修饰的金纳米颗粒代替。进一步地，所述金纳米颗粒用硅球、PS球或银纳米颗粒代替。进一步地，所述PS球为聚苯乙烯微球。本专利技术还提供一种超声聚集装置，所述超声聚集装置包括超声压电陶瓷片、钢片、Kapton胶带、盖玻片、波形发生器和功率放大器；所述超声压电陶瓷片、所述钢片、所述Kapton胶带和所述盖玻片从下到上依次叠加起来；所述超声压电陶瓷片分别与所述波形发生器和所述功率放大器电连接；所述波形发生器和所述功率放大器电连接。进一步地，所述超声聚集装置是由所述波形发生器产生连续不断的超声正弦波，所述超声正弦波传递到所述功率放大器上，所述功率放大器会产生放大的电压并将放大后的电压再施加到所述超声压电陶瓷片上，从而产生超声波。进一步地，所述Kapton胶带中设置一圆孔，所述圆孔直径为4～10mm。进一步地，所述Kapton胶带有4～10层，厚度为60～150μm。进一步地，所述超声压电陶瓷片厚度H＝0.3～0.8mm。进一步地，所述钢片尺寸为30～60mm×30～60mm×0.3～1mm。进一步地，所述超声聚集装置产生超声波，在超声频率f1下使DNA修饰的金纳米颗粒与匹配的目标DNA分子充分接触，改变超声频率，将超声频率变为f2以聚集金纳米颗粒，从而实现对靶痕量目标物的快速分离和痕量检测。进一步地，所述超声频率f1范围是2-4MHz；f2范围是500-800kHz。本专利技术具有如下有益技术效果：(1)本专利技术的痕量目标物的聚集检测方法具有响应时间短(3s以内)、检测效率高等优势，在实现快速精准分析和超痕量检测方面具有重要价值，为痕量标志物的超灵敏检测提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种痕量目标物的聚集检测方法，其特征在于，所述痕量目标物的聚集检测方法是在超声条件下将DNA修饰的金纳米颗粒与待测痕量目标DNA分子结合，再改变超声频率以聚集金纳米颗粒，最终实现所述待测痕量目标DNA分子的痕量检测。

【技术特征摘要】
1.一种痕量目标物的聚集检测方法，其特征在于，所述痕量目标物的聚集检测方法是在超声条件下将DNA修饰的金纳米颗粒与待测痕量目标DNA分子结合，再改变超声频率以聚集金纳米颗粒，最终实现所述待测痕量目标DNA分子的痕量检测。2.根据权利要求1所述的一种痕量目标物的聚集检测方法，其特征在于，所述聚集金纳米颗粒的过程具体为：将所述DNA修饰的金纳米颗粒加入含有已用生物染色剂修饰的待测痕量目标DNA分子的溶液中，在超声条件下，所述DNA修饰的金纳米颗粒与所述待测痕量目标DNA分子结合，结合后，改变超声频率，使金纳米颗粒在超声波控制下聚集，得到聚集物。3.根据权利要求1所述的一种痕量目标物的聚集检测方法，其特征在于，所述金纳米颗粒的制备方法如下：在含有柠檬酸三钠和四氯金酸组成的混合溶液M中，加入还原剂硼氢化钠进行还原反应，得到金纳米种子溶液，再用三步种子法制备得到金纳米颗粒。4.根据权利要求2所述的一种痕量目标物的聚集检测方法，其特征在于，所述生物染色剂为罗丹明、甲基绿、二苯胺或吡罗红...

【专利技术属性】
技术研发人员：许太林，罗勇，张学记，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11