一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法技术

本发明专利技术提供了一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，包括：S1，以ZnO纳米棒阵列电极为模板，在同时含锌和钛的前驱体溶液中多次液相沉积得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑

【技术实现步骤摘要】
一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法


[0001]本专利技术涉及一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，属于DNA甲基化检测


技术介绍

[0002]DNA甲基化是哺乳动物生长和发育过程中不可缺少的表观遗传修饰之一，其参与多种生理过程，包括基因印记、基因沉默、X染色体失活、疾病的发生等。在哺乳动物中，DNA的甲基化反应主要是指DNA的两个核苷酸CG中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶的催化作用下被选择性地添加甲基，形成5
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甲基胞嘧啶(5mC)。众多研究表明，细胞DNA甲基化的异常状态与肿瘤的发生、发展密切相关。
[0003]近些年来，随着DNA甲基化研究的不断深入，出现了各种各样的DNA甲基化检测方法。然而由于5
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甲基胞嘧啶上甲基基团很小，DNA甲基化检测的研究难度较大，早期开发的检测方法都存在着一定的缺陷。因此，研究工作者研发出各种各样的新型检测方法，如PCR法、荧光法、单分子实时测序法、质谱法、电化学方法等。
[0004]光电化学检测方法是近几年建立起来的一种利用物质的光电转换特性进行检测的新型分析方法，它具有设备简单、灵敏度高、易于微型化等特点，可以应用于DNA甲基化检测。光电化学检测方法应用于DNA甲基化检测时，由于DNA甲基修饰本身很难产生独特的光电化学信号，需借助通过嵌入或标记的形式引入可提供光电响应的信号源，例如嵌入剂、半导体纳米粒子等，更多的方法需要同时辅助甲基转移酶的作用实现检测DNA甲基化的检测。其操作繁琐，不够简单和快速。
[0005]因此，开发简单、快速、灵敏的DNA甲基化检测方法仍是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，可以有效解决上述问题。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，包括以下步骤：
[0009]S1，以ZnO纳米棒阵列电极为模板，在同时含锌和钛的前驱体溶液中多次液相沉积得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑
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纳米管阵列电极；
[0010]S2，以EDAC(碳二亚胺)为偶联剂，苯并三氮唑(Bt)为反应中间体，使二羟基苯甲酸(PCA)和一端修饰氨基的捕获探针ssDNA发生反应形成酰胺键得ssDNA
‑
PCA分子；
[0011]S3，将TiO2‑
x
纳米管阵列电极浸入已经制备好的ssDNA
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PCA分子的溶液中，室温下进行组装反应，形成ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极；
[0012]S4，将DNA甲基化样品变性，加入亚硫酸氢钠对DNA甲基化样品进行前处理；
[0013]S5，将组装好的ssDNA
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PCA/TiO2‑
x
纳米管阵列电极浸入经过亚硫酸氢钠前处理后的DNA甲基化样品溶液中，在室温下杂交，得到满单层组装的5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵
列电极；以5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极为工作电极，进行暂态光电流测试。
[0014]作为进一步改进的，在步骤S1中，所述ZnO纳米棒阵列电极采用恒电流阴极还原法制备。
[0015]作为进一步改进的，在步骤S1中，所述TiO2‑
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纳米管阵列电极的制备具体为：在室温条件下将制备好的ZnO纳米棒阵列电极浸入含有氟钛酸铵和硼酸的溶液中，同时加入硝酸锌溶液调控其缺陷浓度，液相共沉积得到TiO2纳米管阵列前驱体电极；将得到的TiO2纳米管阵列前驱体电极在氮气或氩气氛中热处理；如此反复操作多次后得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑
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纳米管阵列电极。
[0016]作为进一步改进的，步骤S2具体为：将二羟基苯甲酸(PCA)溶解于乙腈溶液中，充分溶解后加入1,2,3
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苯并三氮唑(Bt)和碳二亚胺(EDAC)，在常温下避光搅拌反应，分离纯化得到淡黄色的PCA
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Bt固体；将PCA
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Bt固体溶解于乙腈溶液中，加入一端修饰氨基的捕获探针ssDNA溶液，在常温下反应；分离纯化得到末端修饰PCA的捕获探针ssDNA组装分子，即ssDNA
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PCA分子。
[0017]作为进一步改进的，在步骤S3中，所述组装反应后，电极还在PCA溶液中再次进行组装反应。
[0018]作为进一步改进的，步骤S4具体为：取DNA甲基化样品，加入NaOH溶液，混匀后水浴反应，使DNA完全变性；在水浴反应完成后，往DNA混合液中加入对苯二酚，待溶液变成黄色后往DNA混合液中继续加入亚硫酸氢钠溶液，混合均匀后避光；离心后取沉淀进行水浴反应；将样品纯化后，加入超纯水保存备用。
[0019]作为进一步改进的，在步骤S5中，杂交后的电极还需清洗后在经过亚硫酸氢钠处理的没有甲基化的与捕获探针ssDNA互补的DNA样品中继续杂交以扣除信号背景。
[0020]作为进一步改进的，步骤S5中，所述暂态光电流测试的对电极为铂丝，参比电极为饱和甘汞电极，电解质溶液为磷酸缓冲液，激发光波长为360nm，外加电压为0.2V(vs.SCE)。
[0021]一种ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1，以ZnO纳米棒阵列电极为模板，在同时含锌和钛的前驱体溶液中多次液相沉积得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑
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纳米管阵列电极；
[0023]S2，以EDAC(碳二亚胺)为偶联剂，苯并三氮唑(Bt)为反应中间体，使二羟基苯甲酸(PCA)和一端修饰氨基的捕获探针ssDNA发生反应形成酰胺键得ssDNA
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PCA分子；
[0024]S3，将TiO2‑
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纳米管阵列电极浸入已经制备好的ssDNA
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PCA分子的溶液中，室温下进行组装反应，形成ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极。
[0025]一种上述的方法制备的ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术的TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法中，在TiO2合成过程中利用锌掺杂形成TiO2氧空位缺陷调控TiO2表面能级，同时结合亚硫酸盐对DNA中5
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甲基胞嘧啶和胞嘧啶的特异性转化反应，构建DNA/TiO2‑
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的光电测试体系，适用于DNA甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，以ZnO纳米棒阵列电极为模板，在同时含锌和钛的前驱体溶液中多次液相沉积得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑
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纳米管阵列电极；S2，以EDAC(碳二亚胺)为偶联剂，苯并三氮唑(Bt)为反应中间体，使二羟基苯甲酸(PCA)和一端修饰氨基的捕获探针ssDNA发生反应形成酰胺键得ssDNA
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PCA分子；S3，将TiO2‑
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纳米管阵列电极浸入已经制备好的ssDNA
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PCA分子的溶液中，室温下进行组装反应，形成ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极；S4，将DNA甲基化样品变性，加入亚硫酸氢钠对DNA甲基化样品进行前处理；S5，将组装好的ssDNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极浸入经过亚硫酸氢钠前处理后的DNA甲基化样品溶液中，在室温下杂交，得到满单层组装的5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极；以5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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纳米管阵列电极为工作电极，进行暂态光电流测试。2.根据权利要求1所述的TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述ZnO纳米棒阵列电极采用恒电流阴极还原法制备。3.根据权利要求1所述的TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述TiO2‑
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纳米管阵列电极的制备具体为：在室温条件下将制备好的ZnO纳米棒阵列电极浸入含有氟钛酸铵和硼酸的溶液中，同时加入硝酸锌溶液调控其缺陷浓度，液相共沉积得到TiO2纳米管阵列前驱体电极；将得到的TiO2纳米管阵列前驱体电极在氮气或氩气氛中热处理；如此反复操作多次后得到锌掺杂的表面氧空位浓度可控的TiO2‑
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纳米管阵列电极。4.根据权利要求1所述的TiO2缺陷调控的DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，步骤S2具体为：将二羟基苯甲酸(PCA)溶解于乙腈溶液中，充分溶解后加入1,2,3
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苯并三氮唑(Bt)和碳二亚胺(EDAC)，在常温下避光搅拌反应，分离纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玲玲，庄凰龙，陈峰，许品生，叶陈清，
申请(专利权)人：宁德师范学院，
类型：发明
国别省市：