一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方法，包括如下步骤：在金纳米粒子表面修饰Oligo 1探针序列，得到金纳米粒子探针；将金纳米粒子探针、待测样品、HP序列、H1序列、H2序列、银离子混合发生杂交链反应，根据反应后的混合溶液颜色的RGB值定量待测样品中的甲醛含量；或使用动态光散射法测定反应后的混合溶液中的金纳米粒子探针的粒径大小定量待测样品中的甲醛含量。本发明专利技术中的检测方法灵敏、可靠，无需复杂的操作过程，可以在较短的时间内实现现场检测，选择性强，灵敏度高，检出限仅为0.02mg

【技术实现步骤摘要】
一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方法


[0001]本专利技术属于分子检测领域，具体涉及一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方法。

技术介绍

[0002]近年来，智能手机RGB比色分析法在分析检测行业中得到了广泛的应用，其优势在于分析物的响应可以用肉眼直接、快速地读出，而且还能通过智能手机应用程序捕捉R、G和B通道的值，从而利用获得的通道值分析得到分析物的浓度信息。因此，在一定程度上，智能手机捕捉RGB的应用可以取代高成本的仪器技术，而且，基于RGB比色分析法可以减少试剂和样品的消耗，达到简单、便携、可视化和快速分析的目的。这也使得基于智能手机RGB比色分析法在分析检测方面具有巨大的应用前景。
[0003]动态光散射在近年来的运用也逐渐广泛起来。动态光散射检测法是采用非侵入的方式测定粒子的尺寸，其通常作为一种材料的表征手段。动态光散射可以用于分析纳米粒子、蛋白质和聚合物的粒径大小和粒径分布。但在相关技术中，动态光散射并未与比色分析等方法联用于实际样品检测中，而更多的只是作为一种表征手段，因此，极大地限制了相关检测方法的进一步开发与发展。
[0004]金纳米粒子是一种具有巨大潜力的功能性纳米粒子，自被发现以来，其独特的物理光学性质引起了人们的广泛关注。金纳米粒子在不同条件下的聚集程度决定了它的颜色变化，因此，其也基于此特征被广泛地用作诊断和传感类的探针。
[0005]甲醛是最简单的醛类物质，其一直被认为是一种对人体有害的致癌污染物。即使持续暴露在浓度很低的甲醛下也会引起眼睛刺激和多种疾病，如过敏、癌症、脑梗死、头痛和神经紊乱。但在实际生活中，如在家具的制作过程中会用到粘合剂和油漆，而粘合剂与油漆中一般都会含有甲醛，这导致室内装修之后会残留大量的甲醛。根据世界卫生组织关于住宅室内空气质量的指南，甲醛接触限值被定义为0.1mg m
‑3。国际癌症研究机构根据甲醛对人和动物的致癌性研究实验，将甲醛列为第一类致癌物。目前，虽然存在着如高效液相色谱法、气相色谱法、荧光法、石英晶体微天平法等多种甲醛的检测方法，但这些方法均存在着各自的缺陷性，如灵敏度和选择性有限、过度依赖于特定仪器、检测底物不稳定或使用有机溶剂或浓酸而受到限制等等，因此，开发一种新的有效检测空气中甲醛的方法是有必要也有实际意义的。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于金纳米粒子和杂交链反应的甲醛检测方法，本专利技术中的方法基于特殊设计的扩增技术(杂交链反应)提高了方法的灵敏度，并可以基于双信号检测(RGB比色检测和动态光散射检测)增加了方法的可靠性，从而可以实现甲醛的微量监测。
[0007]本专利技术的第一个方面，提供一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方
法，包括如下步骤：
[0008](1)在金纳米粒子表面修饰Oligo 1探针序列，得到金纳米粒子探针；
[0009](2)将金纳米粒子探针、待测样品、HP序列、H1序列、H2序列、银离子混合发生杂交链反应，根据反应后的混合溶液颜色的RGB值定量待测样品中的甲醛含量；或使用动态光散射法测定反应后的混合溶液中的金纳米粒子探针的粒径大小定量待测样品中的甲醛含量。
[0010]根据本专利技术的第一个方面，在本专利技术的一些实施方式中，所述Oligo 1探针序列为寡聚核苷酸序列。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述Oligo 1探针序列含有5
‑
1000个胸腺嘧啶序列，且在5
’
或3
’
端连接有一个连接基团。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述连接基团为巯基(SH
‑
C6‑
)。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述Oligo 1探针序列为1探针序列为5
’
端修饰有巯基。
[0014]其中，下划线加粗部分为与H1序列和H2序列互补配对的核酸序列。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述HP序列为能与银离子发生特异性识别增强作用并形成发夹结构的核苷酸序列，且非发夹结构的HP序列能打开发夹结构的H1序列，使其露出粘性末端。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述HP序列为：5
’‑
TACGCCATCAGCTCCAACCTACCG CAGCAGACTAGC
‑3’
。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述H1序列为能形成发夹结构的核苷酸序列，所述H1序列上的粘性末端能打开H2序列的发夹结构，使H2序列露出粘性末端，且所述H1序列中存在与所述Oligo 1探针序列互补配对的片段。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述H1序列为：5
’‑
GGAGCTGATGGCGTACATAGTTAC GCCATCAAAAAAAAAAAA
‑3’
。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述H2序列为能形成发夹结构的核苷酸序列，所述H2序列上的粘性末端能打开H1序列的发夹结构，使H1序列露出粘性末端，且所述H2序列中存在与所述Oligo 1探针序列互补配对的片段。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述H2序列为：5
’‑
TACGCCATCAGCTCCGATGGCGTA ACTATGAAAAAAAAAAAA
‑3’
。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述金纳米粒子可采用市售金纳米粒子或借由本领域常规方法制备得到，如柠檬酸钠还原法。
[0022]金纳米粒子(gold nanoparticles，AuNPs)作为纳米材料的一个重要组成部分，专利技术人发现，DNA修饰后的AuNPs分散/聚集状态会发生显著改变，其吸光度、颜色和粒径大小也随之变化。因此，AuNPs探针可以作为一种理想的比色、RGB和动态光散射信号探针显示甲醛的量。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述金纳米粒子的制备方法为：将2mL新鲜配制的38.8mmol L
‑1柠檬酸钠溶液迅速加入到20mL煮沸的1.0mmol L
‑1氯金酸溶液中。此时，反应液由淡黄色变为黑色，再变成紫色，最后变为酒红色。在变为酒红色后继续加热回流，并搅拌20～60分钟。冷却反应液至室温(持续保持搅拌)，然后用0.1～5.0μm的尼龙滤膜过滤，即得。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述银离子选自硝酸银和Ag(NH3)2OH中的至少一种。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述银离子选自硝酸银。
[0026]在本专利技术中，专利技术人利用HCR和DLS联合来检测甲醛，其中，对于各序列的设计均存在特殊性结构设计，如需要引入Ag
+
促使CC碱基对错配的原理。在本专利技术中，Ag
+
可以结合在CC碱基对的胞嘧啶的N3氮原子之间，而且在本申请所涉及的pH范围内(根据发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金纳米粒子和杂交链反应扩增检测甲醛的方法，包括如下步骤：(1)在金纳米粒子表面修饰Oligo 1探针序列，得到金纳米粒子探针；(2)将金纳米粒子探针、待测样品、HP序列、H1序列、H2序列、银离子混合发生杂交链反应，根据反应后的混合溶液颜色的RGB值定量待测样品中的甲醛含量；或使用动态光散射法测定反应后的混合溶液中的金纳米粒子探针的粒径大小定量待测样品中的甲醛含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Oligo 1探针序列为寡聚核苷酸序列，所述Oligo 1探针序列含有5
‑
1000个胸腺嘧啶序列，且在5
’
或3
’
端连接有一个连接基团。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述连接基团为巯基。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Oligo 1探针序列为5
’‑
TTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
‑3’
，5
’
端修饰有巯基。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述HP序列为能与银离子发生特异性识别增强作用并形成发夹结构的核苷酸序列，且非发夹结构的HP序列能打开发夹结构的H1序列，使其露出粘性末端；优选地，所述HP序列为：5
’‑
TACGCCATCAGCTCCAACCTACCGCAGCAGACTAGC
‑3’
。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述H1序列为能形成发夹结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌连生，黄文秀，赵利珍，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：