MOF荧光传感器的制备方法及其检测单碱基错配的应用技术

本发明专利技术属于生物光电传感技术领域。传统的单碱基错配dsDNA检测涉及复杂的预处理实验，针对上述问题，本发明专利技术提供MOF荧光传感器的制备方法及其检测单碱基错配的应用。首先将polyA和polyC的冻干粉末分别用NaAc

【技术实现步骤摘要】
MOF荧光传感器的制备方法及其检测单碱基错配的应用


[0001]本专利技术属于生物光电传感
，具体涉及一种MOF荧光传感器的制备方法及其检 测单碱基错配的应用。

技术介绍

[0002]单核苷酸多态性(SNP)是由单碱基置换引起的常见遗传变异，常导致后代突 然出现祖先从未见过的新性状，如疾病易感性、耐药性和多胎妊娠等。因此基因突 变的早期检测具有重要的生物学价值和商业实用意义，可为遗传研究提供突变类 型，为优质育种提供有效思路。
[0003]凝胶电泳，PCR测序，微阵列技术，质谱,TaqMan法和酶法通常用作SNP定量 分析的金标准。然而，这些方法同具有实验操作复杂、人员培训成本高、仪器价格 高的缺点，特别是它们在室温下灵敏度和选择性较低。基于DNA的传感器，是采 用荧光仪器、光电仪器和电化学工作站来分析DNA靶序列与固定单链寡核苷酸阵 列的杂交来检测突变，例如基于DNA的传感器包括基于Hg
2+
离子与T:T的特异性 结合机制的传感器以及基于Ag
+
离子与C:C的特异性结合机制的荧光传感器。由于 基于DNA的传感器的分析最终都依赖于与DNA杂交相关的分子识别原理，而单个 碱基错配和完全互补与突变靶链之间的配对能量差异非常小，导致检测单碱基错配 的灵敏度有限。并且许多实际样品中含有的是双链DNA，而不是单链DNA，这意 味着在实际应用时，必须进行双链DNA解链的预处理，步骤繁琐且操作复杂，严 重限制了这些方法的应用。
[0004]基于Mut
‑
S作为DNA碱基对错配定位器的传感器，可以直接检测样品中的双 链DNA而无需任何处理，但Mut
‑
S的价格高，严重阻碍了该技术的广泛使用。基 于萘啶氨基甲酸酯二聚体和G
‑
G错配的特异性识别机制的电化学生物传感器成本 不高，但该方法主要适用于GG错配，对其他错配的检测无任何作用。其他使用 PNA或荧光染料的方法，由于PNA的复杂艺术合成和荧光染料的特异性差导致整 个方法的实用性降低。在此，设计一种简单、免标记、经济的非杂交方法直接鉴别 标本中双链DNA的单碱基突变，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]传统的单碱基错配dsDNA检测涉及复杂的样品制备、引物设计和靶基因预先 扩增等预处理实验，或者其信号读出主要取决于ssDNA探针与ssDNA靶标之间的 杂交，而不是直接在真实标本中提取。针对上述问题，本专利技术提供一种MOF荧光传感 器的制备方法及其检测单碱基错配的应用。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一方面本专利技术提供一种基于MOF的荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：首先将 polyA和polyC的冻干粉末分别用NaAc
‑
HAc缓冲液稀释至5
×
10
‑6M
‑2×
10
‑5M；随 后，将该溶液在95
±
1℃条件下加热以使二级结构变性，然后迅速置于室温缓慢复 性；接下来，按照摩尔比3：2取polyA和polyC溶液，并与MOF充分混合，在 37
±
3℃条件下孵育24
±
4h；洗涤并离
心，去除游离或松散吸附在MOF@polyA/polyC 上的polyC和polyA。
[0008]进一步的，所述MOF采用溶剂热法合成，具体操作如下：首先称取2
‑
氨基对苯二甲酸 和FeCl3·
6H2O，混入DMF中，充分搅拌使其完全溶解；然后倒入高压反应釜中，放入烘箱 中于120℃条件下反应20h；反应完成后，冷却至室温过滤，然后用DMF和乙醇洗涤多次过 滤以除去未反应的化合物；最后，将所得固体干燥以形成纯化的MIL
‑
88
‑
NH2。
[0009]进一步的，所述polyA和polyC的浓度均为10
‑5M。
[0010]另一方面本专利技术提供本专利技术所述荧光传感器在育种方面的应用：
[0011]检测GT单碱基错配dsDNA：将制备好的MOF@polyA/polyC和GT单碱基错配 DNA样品于25～45℃孵育12
±
3h，洗涤和离心后，加入NaAc
‑
HAc，pH 5～6,然后 加入H2O2和OPD反应30～45分钟；。
[0012]进一步的，所述MOF@polyA/polyC和GT单碱基错配DNA样品于37℃条件下 孵育12h。
[0013]进一步的，所述MOF@polyA/polyC和GT单碱基DNA样品反应之后继续和OPD、H2O2反应的时间为40分钟。
[0014]进一步的，将所述MOF@polyA/polyC分散在NaAc
‑
HAc缓冲液中，pH为5.5。
[0015]进一步的，所述GT单碱基错配DNA样品的浓度为10
‑9M～10
‑5M。
[0016]有益效果：
[0017]本专利技术选择FecB相关基因的GT错配dsDNA作为研究模型，在MIL
‑
88
‑
NH2上对作为智能门卫的聚腺嘌呤和聚胞嘧啶进行了修饰，构建了一个用于直接分析测 定单分子的关断荧光平台。对于碱基错配的dsDNA，无需任何预处理实验。该荧 光平台具有高选择性，可有效区分GT错配与CT、TT和AT。此外，该平台在各种 金属离子、蛋白质、有机小分子和复杂的生物分子存在下仍能保持相对稳定的荧光 信号。该方法最大波动不超过5％。并且线性实验表明，该方法可以有效检测缓冲 液或稀释血清中的10
‑9M～10
‑5M的GT错配，与之前报道的结果相比显着扩大了 一个或两个数量级。该方法检测限低至0.247nM，同时保持较大的线性范围。在稳 定性实验中，7天后平台信号下降不到10％，该方法显示出优越的性能和良好的应 用前景。
附图说明
[0018]图1MIL
‑
88B
‑
NH2的SEM(A)、TEM(B)、EDS(C)、FTIR(D，插图为XRD)图像。
[0019]图2以不同比例polyA和polyC(1:0、1:1、3:2和2:3)制备的OPD
‑
H2O2‑
MOF@polyA/polyC 的荧光强度。误差线代表SD(n＝3)。
[0020]图3以1:0和3:2的比例制备的OPD
‑
H2O2‑
MOF@polyA/polyC的选择性评估(AT， 完全互补DNA，10
‑6M.TT，TT单碱基错配DNA，10
‑6M.CT，CT单碱基错配DNA，10
‑
6 M.GT(FecB)，GT单碱基错配DNA，10
‑6M)；误差线代表SD(n＝3)。
[0021]图4不同因素对荧光信号的影响：A.吸附浓度比对荧光信号的影响；B.pH对荧光信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MOF的荧光传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将polyA和polyC的冻干粉末分别用NaAc
‑
HAc缓冲液稀释至5
×
10
‑6M～2
×
10
‑5M；随后，将该溶液在95
±
1℃条件下加热以使二级结构变性，然后迅速置于室温缓慢复性；接下来，按照摩尔比3：2取polyA和polyC溶液，并与MOF充分混合，在37
±
3℃条件下孵育24
±
4h；洗涤并离心，去除游离或松散吸附在MOF@polyA/polyC上的polyC和polyA。2.根据权利要求1所述的基于MOF的荧光传感器的制备方法，其特征在于，所述MOF采用溶剂热法合成，具体操作如下：首先称取2
‑
氨基对苯二甲酸和FeCl3·
6H2O，混入DMF中，充分搅拌使其完全溶解；然后倒入高压反应釜中，放入烘箱中在120℃条件下反应20h；反应完成后，冷却至室温过滤，然后用DMF和乙醇洗涤多次过滤以除去未反应的化合物；最后，将所得固体干燥以形成纯化的MIL
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽华，杨文杰，李栋，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：