一种智能生物探针的致病微生物精准检测及杀灭方法技术

本发明专利技术公开了一种智能生物探针的致病微生物精准检测及杀灭方法，具体是将一定浓度的金属离子前驱体溶液与某一特定结构的核酸或靶蛋白溶液依次添加到致病微生物细胞悬液中，经过一段时间的共同孵育，原位自组装生物合成相关致病菌或病毒的可编程智能生物探针。该探针可通过原位生物自组装合成对致病微生物精准靶向标记与即时快速检测的荧光或磁性纳米探针，能够实现跨尺度多模态的实时动态高灵敏与高特异性的快速准确示踪和精准杀灭。该方法生物安全性好，且简便易行、灵敏度高、特异性强、检测快速直观、普适性强，为高致病性微生物导致的相关疾病的早期诊断预警监测提供了坚实的技术支撑。

A precise detection and killing method of pathogenic microorganism based on intelligent biological probe

【技术实现步骤摘要】
一种智能生物探针的致病微生物精准检测及杀灭方法
本专利技术涉及生物
，尤其涉及基于原位自组装可编程核酸等智能生物探针的致病微生物即时快速精准检测方法。
技术介绍
致病微生物一直是严重威胁人类健康的“隐形杀手”。可靠而有效快速的致病微生物诊断方法是防控多种疾病(特别是各种冠状病毒所致流行病)的重要工具，也是保证国家和国际生物安全的重要手段。目前常用的针对致病微生物的检测技术包括活细胞计数法、分子生物学方法、酶联免疫学方法等。上述方法操作复杂，所需免疫试剂昂贵且通常毒性较大，并且经常出现检测结果假阳性或灵敏度不高等问题。生物芯片是近年来发展的热门技术，其理论基础为核酸杂交理论，往往以阵列的形式出现，优点是实现多通道测量，但同样存在测量结果假阳性的不足。随着生物医学研究的不断深入，可视化的生物成像技术在生命科学和医学领域扮演者越来越重要的角色。相比于其他生物成像技术而言，荧光成像技术具有价格低廉、成像快速等特点。由于纳米材料独特的光、电、磁等理化性质，使得纳米技术近年来在致病微生物检测方面得到了人们的广泛关注。金属纳米探针(如金、银等)，其尺寸通常小于2nm，表现出强的可见-近红外荧光。金属纳米探针的合成通常需要大分子物质如蛋白质、核酸等作为模板稳定金属纳米探针的结构，这对生物成像至关重要。DNA等核酸作为遗传密码的载体，因其精确的碱基互补配对，可作为很好的自组装材料。利用范德华力，共价键，静电作用力，电荷转移作用等分子之间的作用力能够完成核酸与不同纳米材料的体外自组装。然而，这些合成方式的条件都较为苛刻，比如需要保持高温、较窄的酸碱范围、复杂的编程等。本专利技术在常温、宽酸碱范围的条件下，依托致病微生物原位自组装合成荧光或磁性纳米探针，直接进行致病微生物的标记检测，建立了一种基于致病菌或病毒特异微环境的原位自组装可编程核酸等生物分子的智能纳米探针的致病微生物即时快速检测与精准杀灭方法，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
技术问题：针对目前现有检测技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种智能生物探针的致病微生物精准检测及杀灭方法，是一种致病菌或病毒特异微环境的原位自组装可编程核酸等生物分子的智能纳米探针，并基于此建立了致病微生物即时快速检测与精准杀灭方法。利用在靶向致病微生物体内原位自组装合成具有稳定荧光或磁性等特性的智能生物探针，以便实现对致病微生物实时快速检测与精准杀灭方法，具有高灵敏与高特异性及简便易行等特点。技术方案：本专利技术的一种智能生物探针的致病微生物精准检测方法是一种基于致病菌或病毒特异微环境的原位自组装可编程核酸的生物分子的智能纳米探针的致病微生物即时快速检测与精准杀灭方法，具体如下：步骤一、将生物相容性优良的金属前驱体溶液与无菌水相混合，得到相关金属前驱体溶液；步骤二、用步骤一中所述相关金属前驱体溶液悬浮致病微生物细胞，然后加入用无菌水溶解的核酸片段或靶蛋白溶液的生物活性物质，充分混合形成混合液A；步骤三、将步骤二中获得的混合液A置于恒温摇床继续培养得到混合液B；步骤四、取步骤三处理后的混合液B滴于载玻片上进行制片；步骤五、利用激光共聚焦荧光显微镜激发，进行荧光成像。其中，所述的生物相容性优良的金属前驱体溶液为氯化亚铁溶液、氯金酸溶液、硝酸银溶液或葡萄糖酸锌溶液中的任意一种或任意几种的组合。所述的核酸片段包括DNA片段或RNA片段或可编程的二维或三维结构中的任意一种，或是白蛋白或靶向抗体与药物分子。所述步骤三中混合液置于恒温摇床继续培养的时间为0.5h-12h。本专利技术的智能生物探针的致病微生物杀灭方法采用步骤三所制备的混合液B，结合红外照射或其它物理干预，对致病微生物进行杀灭。有益效果：与现有技术方法相比，本专利技术具有以下优点和效果：本专利技术采用金属前驱体溶液、核酸片断或靶蛋白溶液等直接在致病微生物体内原位自组装形成具有不同核酸几何结构的荧光或磁性金属纳米探针，实现了对致病微生物的精准靶向标记与即时快速检测，具有高灵敏与高特异性及简便易行等特点。同时利用所添加的核酸片段的特征，增强了相关智能纳米探针的荧光及磁性的强度及稳定性。由于该专利技术具有操作简单、检测即时快速、灵敏度高、特异性强、普适性好等优点，在致病微生物的高灵敏快速诊断与即时检测等方面具有潜在的应用前景。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面将结合本专利技术具体实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。如无特殊说明，本专利技术实施例中所涉及的试剂、仪器均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。步骤一、将生物相容性优良的金属前驱体溶液与无菌水相混合，得到相关金属前驱体溶液；步骤二、用步骤一中所述相关金属前驱体溶液悬浮致病微生物细胞，然后加入用无菌水溶解的核酸片段或靶蛋白溶液的生物活性物质，充分混合形成混合液A；步骤三、将步骤二中获得的混合液A置于恒温摇床继续培养得到混合液B；步骤四、取步骤三处理后的混合液B滴于载玻片上进行制片；步骤五、利用激光共聚焦荧光显微镜激发，进行荧光成像。实施例1一种基于原位自组装可编程核酸等智能生物探针的致病微生物即时快速精准检测方法，具体步骤如下：用无菌水配置的氯金酸溶液作为本实施例的金离子前驱体溶液，将其与大肠杆菌相混合，接着继续添加用无菌水稀释的一定浓度的DNA溶液作为实验组。其中氯金酸溶液的终浓度为200μmol/L，DNA溶液的终浓度为20nmol/L。同时设置正常对照组和空白组。将上述混合液充分混合后置于恒温摇床继续孵育0.5h，1h，或2-12h。然后取少量上述混合液滴加到载玻片上，用盖玻片封片。将其置于激光共聚焦荧光显微镜下进行激发。进一步地，将上述混合液用808nm激光照射10-30min后进行培养，计数。结果显示，实验组的大肠杆菌具有强烈的荧光现象并且几乎全部被杀死，正常对照组荧光较弱并且大部分被杀死，而空白组无任何变化。其中，所述的正常对照组只添加有与实验组相同浓度的氯金酸溶液，所述空白组的大肠杆菌悬浮液不做任何处理。实施例2一种基于原位自组装可编程核酸等智能生物探针的致病微生物即时快速精准检测方法，具体步骤如下：用无菌水配置的硝酸银溶液作为本实施例的银离子前驱体溶液，将其与大肠杆菌相混合，接着继续添加用无菌水稀释的一定浓度的DNA溶液作为实验组。其中硝酸银溶液的终浓度为200μmol/L，DNA溶液的终浓度为20nmol/L。同时设置正常对照组和空白组。将上述混合液充分混合后置于恒温摇床继续孵育0.5h，1h，或2-12h。然后取少量上述混合液滴加到载玻片上，用盖玻片封片。将其置于激光共聚焦荧光显微镜下进行激发。进一步地，将上述混合液用808nm激光照射10-30min后进行培养，计数。结果显示，实验组的大肠杆菌具有强烈的荧光现象并且几乎全部被杀死，正常对照组荧光较弱并且大部分被杀死，而空白组无任何变化。其中，所述的正常对照组只添加有与实验组相同浓度的硝酸银溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能生物探针的致病微生物精准检测方法，其特征在于，该检测方法是一种基于致病菌或病毒特异微环境的原位自组装可编程核酸的生物分子的智能纳米探针的致病微生物即时快速检测与精准杀灭方法，具体如下：/n步骤一、将生物相容性优良的金属前驱体溶液与无菌水相混合，得到相关金属前驱体溶液；/n步骤二、用步骤一中所述相关金属前驱体溶液悬浮致病微生物细胞，然后加入用无菌水溶解的核酸片段或靶蛋白溶液的生物活性物质，充分混合形成混合液A；/n步骤三、将步骤二中获得的混合液A置于恒温摇床继续培养得到混合液B；/n步骤四、取步骤三处理后的混合液B滴于载玻片上进行制片；/n步骤五、利用激光共聚焦荧光显微镜激发，进行荧光成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能生物探针的致病微生物精准检测方法，其特征在于，该检测方法是一种基于致病菌或病毒特异微环境的原位自组装可编程核酸的生物分子的智能纳米探针的致病微生物即时快速检测与精准杀灭方法，具体如下：
步骤一、将生物相容性优良的金属前驱体溶液与无菌水相混合，得到相关金属前驱体溶液；
步骤二、用步骤一中所述相关金属前驱体溶液悬浮致病微生物细胞，然后加入用无菌水溶解的核酸片段或靶蛋白溶液的生物活性物质，充分混合形成混合液A；
步骤三、将步骤二中获得的混合液A置于恒温摇床继续培养得到混合液B；
步骤四、取步骤三处理后的混合液B滴于载玻片上进行制片；
步骤五、利用激光共聚焦荧光显微镜激发，进行荧光成像。


2.根据权利要求1所述的一种智能生物探针的致...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪梅，国增超，曾嘉瑜，姜晖，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32