氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法技术

本发明专利技术提供了一种氧空位二氧化钛@石墨烯基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，采用基于静电作用的逐层自组装方法在ZnO表面制备氧化石墨烯(GO)包覆层，通过液相沉积法并通过抗坏血酸还原氧化石墨烯(GO)，制备氧空位TiO2‑

【技术实现步骤摘要】
氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法


[0001]本专利技术涉及一种氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法，属于DNA甲基检测


技术介绍

[0002]DNA甲基化一直是表观遗传学领域研究的重点之一。DNA甲基化通常发生在5'
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CG
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3'重复序列中，被称为CpG岛，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。细胞中DNA甲基化水平的异常与肿瘤和疾病的发生、发展密切相关。因此，DNA的甲基化检测具有重要意义。然而DNA甲基化过程中DNA序列没有发生任何变化。传统的测序技术不能用于DNA甲基化分析。目前，DNA甲基化检测技术根据DNA甲基化的特异性识别原理，可分为三类：限制性内切酶切割技术、基于亚硫酸氢钠硫化转化法以及基于抗体产生的亲和吸附法。但是由于DNA甲基化研究的难度较大，这些早期方法都存在着一定的限制，因此研究工作者在该DNA甲基化识别机理的基础上，发展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、质谱法以及电化学法等。然而随着DNA甲基化检测方法的发展，DNA甲基化检测技术虽然在特异性、灵敏度上逐步提升，其操作复杂繁琐等问题仍无法满足实际需求难以广泛使用。
[0003]光电化学检测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，其背景信号较小，与传统的光学和电化学方法相比较具有设备简单、灵敏度高、易于微型化等特点。光电化学分析体系应用于DNA甲基化检测已初具潜力，然现有的不多的关于的DNA甲基化光电化学检测方法中，研究者需借助嵌入剂、半导体纳米粒子、甲基转移酶或其他辅助手段实现检测。这些方法的操作过于复杂、检测速度慢和灵敏度不高。因此，急需开发简单、快速、高灵敏的DNA甲基化光电检测方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法，可以有效解决上述问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]一种氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法，包括以下步骤：
[0007]S1，以恒电流阴极还原法制备的ZnO纳米棒阵列电极为模板，采用基于静电作用的逐层自组装方法在ZnO表面制备氧化石墨烯(GO)包覆层，通过液相沉积法并通过抗坏血酸还原氧化石墨烯(GO)，制备氧空位TiO2‑
x
@G纳米管阵列电极；
[0008]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；
[0009]S3，将TiO2‑
x
@G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，组装反应后，电极还在PCA溶液中再次进行组装反应，形成ssDNA
‑
PCA/TiO2‑
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@G纳米管阵列电极；
[0010]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；
[0011]S5，将组装好的ssDNA
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PCA/TiO2‑
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@G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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@G纳米管阵列电极；以5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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@G纳米管阵列电极为工作电极，进行暂态光电流测试。
[0012]作为进一步改进的，在步骤S1中，所述氧空位TiO2‑
x
@G纳米管阵列电极的制备具体为：将制备好的ZnO纳米棒阵列电极置于1％
‑
5wt％的邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)水溶液中浸泡后，在纯水溶液中超声洗涤后得到PDDA修饰的纳米ZnO阵列电极；将PDDA修饰的纳米ZnO阵列电极在0.1
‑
1g/L氧化石墨烯(GO)水溶液中浸泡4h以上，反复洗涤最后干燥得到GO@ZnO纳米复合材料电极；将GO@ZnO纳米复合材料电极浸入45
‑
55mM氟钛酸铵、140
‑
160mM硼酸溶液中，液相共沉积得到TiO2‑
x
前驱体@GO纳米管阵列电极；将TiO2‑
x
前驱体@GO纳米管阵列电极在氮气或氩气氛中在380
‑
420℃下热处理2.5
‑
3.5h；最后，将热处理后的电极在含有4.5
‑
5.5mM抗坏血酸的1M盐酸中浸泡4h以上，用去离子水洗涤多次，真空干燥得到TiO2‑
x
@G纳米管阵列电极。
[0013]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
‑
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
‑
Bt固体；将PCA
‑
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。
[0014]作为进一步改进的，步骤S2中，所述二羟基苯甲酸(PCA)、1,2,3
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苯并三氮唑(Bt)、碳二亚胺(EDAC)的摩尔比为1：1：1；所述PCA
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Bt固体和捕获探针ssDNA的摩尔比为800
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1200：1。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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)。
[0018]一种ssDNA
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PCA/TiO2‑
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@G纳米管阵列电极的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1，以恒电流阴极还原法制备的ZnO纳米棒阵列电极为模板，采用基于静电作用的逐层自组装方法在ZnO表面制备氧化石墨烯(GO)包覆层，通过液相沉积法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，以恒电流阴极还原法制备的ZnO纳米棒阵列电极为模板，采用基于静电作用的逐层自组装方法在ZnO表面制备氧化石墨烯(GO)包覆层，通过液相沉积法并通过抗坏血酸还原氧化石墨烯(GO)，制备氧空位TiO2‑
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@G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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@G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，组装反应后，电极还在PCA溶液中再次进行组装反应，形成ssDNA
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PCA/TiO2‑
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@G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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@G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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@G纳米管阵列电极；以5mC
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DNA
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PCA/TiO2‑
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@G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所述的氧空位二氧化钛@石墨烯基DNA甲基化光电检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述氧空位TiO2‑
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@G纳米管阵列电极的制备具体为：将制备好的ZnO纳米棒阵列电极置于1％
‑
5wt％的邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)水溶液中浸泡后，在纯水溶液中超声洗涤后得到PDDA修饰的纳米ZnO阵列电极；将PDDA修饰的纳米ZnO阵列电极在0.1
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1g/L氧化石墨烯(GO)水溶液中浸泡4h以上，反复洗涤最后干燥得到GO@ZnO纳米复合材料电极；将GO@ZnO纳米复合材料电极浸入45
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55mM氟钛酸铵、140
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160mM硼酸溶液中，液相共沉积得到TiO2‑
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前驱体@GO纳米管阵列电极；将TiO2‑
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前驱体@GO纳米管阵列电极在氮气或氩气氛中在380
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420℃下热处理2.5
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3.5h；最后，将热处理后的电极在含有4.5
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5.5mM抗坏血酸的1M盐酸中浸泡4h以上，用去离子水洗涤多次，真空干燥得到TiO2‑
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@G纳米管阵列电极。3.根据权利要求1所述的氧空位二氧化钛@石墨烯基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
‑
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

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