一种四面体框架核酸SERS探针、传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种四面体框架核酸SERS探针、传感器及其制备方法和应用，该探针包括修饰花菁染料5的单链探针Tetra

【技术实现步骤摘要】
一种四面体框架核酸SERS探针、传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物拉曼检测，具体涉及一种四面体框架核酸SERS探针、传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氨苄西林，又称氨苄青霉素，是一种β
‑
内酰胺类抗生素，因其对细菌感染的适用性广、活性好、耐受性好、低毒性，低成本和良好临床效果的优势，已广泛用于治疗人类、牲畜、家禽和水产养殖的各种细菌感染。近年来，尽管氨苄西林作为生长调节剂或抗感染药促进了畜牧和饲料加工业的快速发展，但动物和家畜中非法、过量地使用，直接导致抗真菌药物在人类和动物源食品生产过程中的污染和残留，引起的健康和安全问题日益突出。目前对氨苄西林的最大残留量规定一般是10 ng/mL。因此，为了保障人们的健康，建立可靠、快速的氨苄西林检测方法至关重要。
[0003]目前存在一些检测氨苄西林的技术，例如高效液相色谱法，电化学分析法，质谱法，毛细管电泳法、微生物法等，这些方法存在一些不足的地方，例如检测仪器价格昂贵，耗时长，操作复杂、误差较大等缺点。虽然已有SERS的方法检测氨苄西林，但是那些方法中线性范围小；检测限高；而且直接检测需要对样品进行预处理；特别是金属纳米粒子增强效果差，且容易发生团聚，造成检测信号的不稳定，无法得到增强效果好、重现性好的拉曼谱图。四面体框架核酸探针（tFNA探针）具有在基底表面分布均匀、取向均一的特征，从而能够提供高重现性的SERS信号，但是tFNA探针的尺寸很大，几乎不用于SERS领域。因为SERS是一个近场效应，热点区域增强场的有效范围是5 nm，若tFNA探针的边长为5.8 nm，高度为8.67 nm，超过了5 nm，tFNA探针的SERS信号弱。因此如何利用tFNA探针通过SERS的方法实现氨苄西林的检测是急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种四面体框架核酸（tFNA）SERS探针，本专利技术首次将tFNA探针应用于氨苄西林的检测，构建一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）检测水体环境中氨苄西林的传感器，并建立一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）检测水体环境中氨苄西林的方法，能够快速、高效的检测氨苄西林，而且灵敏度高、重现性好、操作简单、成本低廉。
[0005]本专利技术还提供了所述的四面体框架核酸（tFNA）SERS探针的制备方法和应用。
[0006]本专利技术第三个目的提供含四面体框架核酸（tFNA）SERS探针的传感器及其应用。
[0007]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术所述一种四面体框架核酸SERS探针，包括修饰花菁染料5的单链探针Tetra
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A、单链探针Tetra
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B、单链探针Tetra
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C和单链探针Tetra
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D ，所述单链探针Tetra
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A、单链探针Tetra
‑
B、单链探针Tetra
‑
C和单链探针Tetra
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D的序列分别如SEQ ID NO.1
‑
4所示。
[0008]其中，修饰花菁染料5（Cy5）的单链探针Tetra
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A（SEQ ID NO.1序列：Cy5
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CCGCTAT
ACAACCGGGCGCAAAAAAAAACATTCCTAAGTCTGAAACATTACAGCTTGCTACACGAGAAGAGCCGCCATAGTA）、单链探针Tetra
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B（SEQ ID NO.2序列：SH
‑
TATCACCAGGCAGTTGACAGTGTAGCAAGCTGTAATAGATGCGAGGGTCCAATAC）、单链探针Tetra
‑
C（SEQ ID NO.3序列：SH
‑
TCAACTGCCTGGTGATAAAACGACACTACGTGGGAATCTACTATGGCGGCTCTTC）和单链探针Tetra
‑
D（SEQ ID NO.4序列：SH
‑
TTCAGACTTAGGAATGTGCTTCCCACGTAGTGTCGTTTGTATTGGACCCTCGCAT）。
[0009]本专利技术探针中设计了特定的顶端修饰了带有拉曼信号分子Cy5的茎环结构，为了能和氨苄西林适配体杂交。
[0010]其中，所述四面体框架核酸SERS探针包括等摩尔量的修饰花菁染料5的单链探针Tetra
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A、单链探针Tetra
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B、单链探针Tetra
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C和单链探针Tetra
‑
D。
[0011]其中，所述四面体框架核酸SERS探针具有四面体结构，其边长为5.8 nm，高度为8.67 nm，底部三个顶点均修饰硫醇基团，顶端用8个腺嘌呤核苷酸作为间隔物，修饰一个带有拉曼信号分子Cy5的茎环结构，该茎环结构可以识别并和氨苄西林的适配体杂交。
[0012]本专利技术所述的四面体框架核酸SERS探针的制备方法，包括如下步骤：将修饰花菁染料5的单链探针Tetra
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A、单链探针Tetra
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B、单链探针Tetra
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C和单链探针Tetra
‑
D按等摩尔混合，加热后，冷却形成。
[0013]作为优选，修饰花菁染料5的单链探针Tetra
‑
A、单链探针Tetra
‑
B、单链探针Tetra
‑
C和单链探针Tetra
‑
D按等摩尔混合，92
‑
95 ℃加热8
‑
10分钟，2
‑
4 ℃冷却30
‑
50秒。
[0014]本专利技术所述的四面体框架核酸SERS探针的传感器，其特征在于，所述传感器由四面体框架核酸SERS探针在长程SERS基底上的组装并杂交氨苄西林适配体。
[0015]作为优选，所述四面体框架核酸SERS探针的三个顶点通过Au
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S键自组装连接到长程SERS基底上，得到表面组装四面体框架核酸SERS探针的SERS基底，再将氨苄西林适配体溶液滴加到表面组装四面体框架核酸SERS探针的SERS基底上，孵育，使氨苄西林适配体与探针充分反应。
[0016]其中，所述氨苄西林适配体（SEQ ID NO.5序列：GCGGGCGGTTGTATAGCGG）。
[0017]作为优选，利用Au
‑
S键将上述tFNA探针自组装在长程SERS基底表面，将其和氨苄西林适配体（100 μL，1 μM）在37 ℃孵育2小时，让其充分杂交，TM缓冲液（含有20 mM Tris
−
HCl，50 mM MgCl2•
6H2O，pH为8.0）冲洗去除未杂交的适配体，记录杂交后tFNA探针的拉曼响应信号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四面体框架核酸SERS探针，其特征在于，包括修饰花菁染料5的单链探针Tetra
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A、单链探针Tetra
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B、单链探针Tetra
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C和单链探针Tetra
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D ，所述单链探针Tetra
‑
A、单链探针Tetra
‑
B、单链探针Tetra
‑
C和单链探针Tetra
‑
D的序列分别如SEQ ID NO.1
‑
4所示。2.根据权利要求1所述的四面体框架核酸SERS探针，其特征在于，所述四面体框架核酸SERS探针包括等摩尔量的修饰花菁染料5的单链探针Tetra
‑
A、单链探针Tetra
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B、单链探针Tetra
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C和单链探针Tetra
‑
D。3.根据权利要求1所述的四面体框架核酸SERS探针，其特征在于，所述四面体框架核酸SERS探针具有四面体结构，其边长为5.8 nm，高度为8.67 nm，底部三个顶点均修饰硫醇基团，顶端用8个腺嘌呤核苷酸作为间隔物，修饰一个带有拉曼信号分子Cy5的茎环结构。4.一种权利要求1所述的四面体框架核酸SERS探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将修饰花菁染料5的单链探针Tetra
‑
A、单链探针Tetra
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B、单...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴萍，祝晶甜，郏雯雨，方宁宁，蔡称心，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：