System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于CRISPR-Cas12a系统和纳米复合材料电化学检测LDL的方法技术方案_技高网

一种基于CRISPR-Cas12a系统和纳米复合材料电化学检测LDL的方法技术方案

技术编号:40321171 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-09 14:17
一种基于aptamer CRISPR‑Cas12a系统和RGO‑Mxene‑Cu<subgt;2</subgt;O NPs纳米复合材料的电化学检测LDL的方法。以LDL适配体作为识别元件和协同触发元件进行传感,并合成了互补链activator,通过激活剂激活CRISPR‑Cas12a系统。纳米复合材料固定在Au/SPE表面,并加以修饰ssDNA,形成电化学传感界面。将最终激活的CRISPR‑Cas12a引入电化学传感界面,CRISPR‑Cas12a通过裂解RGO‑Mxene‑Cu<subgt;2</subgt;O NPs表面ssDNA,将DNA信号转化为电信号,从而实现对LDL的高灵敏检测。该方法最低检测限为9.898ng/mL。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物检测领域,具体涉及一种基于crispr-cas12a系统和纳米复合材料检测ldl的方法。


技术介绍

1、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,ldl)由极低密度脂蛋白(vldl)转变而来,是携带胆固醇最多的脂蛋白。目前,通常通过超速离心、层析、电泳、化学或免疫沉淀等方法将低密度脂蛋白与其他脂蛋白分离,进而测定低密度脂蛋白成分中的胆固醇含量。公开号为cn 112697565a的专利技术专利,涉及一种改良凝胶电泳检测血清中低密度脂蛋白的方法,优化了丙烯酰胺凝胶浓度和苏丹黑b染色液配置方法,实现精准分离和定量分析血清ldl,但该方法需要进行染色处理,操作复杂。公开号为cn115901706a的专利技术专利,涉及一种基于氮硫共掺杂量子点-四氧化三铁@还原性氧化石墨烯(n,s-gqds-fe3o4@rgo)的荧光适配体传感器检测ldl的方法,其利用fe3o4@rgo良好的猝灭能力和n,s-gqd s的高荧光强度,构建了一种定量检测ldl的适配体荧光传感器,但是该方法对ldl的检测灵敏度较低。因此,需要建立一种高灵敏度,操作简单的ldl痕量检测方法。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是构建具有ldl特异性启动的crispr-cas12a切割系统,以及提供一种基于还原氧化石墨烯-碳化钛-氧化亚铜纳米复合材料(rgo-mxene-cu2onps),构建电化学传感器,实现ldl的检测,该方法最低检测限是0.988ng/ml。

2、为了解决该技术问题,以ldl适配体(aptamer)作为传感的特异性识别元件和协同触发元件,合成与适配体互补的互补链(activator)互补的crispr-crrna,通过activator激活crispr-cas12a系统;其次设计合成高电活性的mxene-rgo-cu2o nps,将rgo-mxene-cu2o nps固定在纳米金修饰丝网印刷电极表面(au/spe)形成,并通过酰胺键将ssdna固定在纳米复合材料表面,形成电化学传感界面。而后将激活的crispr-cas12a导入到电化学传感界面,crispr-cas12a切割rgo-mxene-cu2o nps表面标记的ssdna,通过cu2o中cu+与cu2+之间的可逆氧化还原反应引起电极的表面电位发生变化,最终将生物信号转化为电信号,实现ldl的测量。crispr-cas12a系统具有高效的切割活性,rgo大的比表面积为mxene的复合提供位点,mxene的复合提高整体电导率,cu2o的负载为材料整体提供电活性以及提高生物相容性,扩大了电化学传感器的检测信号,从而提高传感器灵敏度。

3、本专利技术按照以下步骤进行:

4、步骤1:crispr-cas12a信号放大体系构建

5、(1)aptamer-activator捕获探针的合成与验证:合成优选的ldl适配体序列,对ldl适配体(aptamer)进行验证。根据ldl适配体序列,设计出部分互补的dna序列(activator),将activator与aptamer混合。进行退火处理,以形成“aptamer-activator”dna复合物。离心处理,保留下层溶液。在下层液加入ldl蛋白,aptamer优先与ldl结合,释放activator。离心处理,保留activator上清液。

6、(2)cas12a-crrna复合物的设计与制备:根据ldl适配体序列,设计出的部分互补序列activator,结合crrna固有骨架序列,最终设计出完整的crrna序列。crrna进行退火处理,以使形成特定的结构。然后将cas12a蛋白和crrna混合,形成cas12a-crrna复合物溶液。

7、(3)crispr-cas12a系统切割活性验证:将activator上清液加入到cas12a-crrna溶液中,振荡孵育。形成激活反式切割活性的crispr-cas12a系统,验证其切割活性。

8、步骤2:还原氧化石墨烯-碳化钛-氧化亚铜纳米复合材料/ssdna rgo-mxene-cu2onps/ssdna电化学传感界面的构建

9、(1)rgo-mxene-cu2o nps的制备:超纯水中加入氧化石墨烯(go)粉末,超声破碎,得到go悬浮液;加入抗坏血酸(aa),搅拌得到还原氧化石墨烯溶液(rgo)。超纯水中加入碳化钛(mxene)粉末,使用超声细胞破碎仪破碎,得到mxene悬浮液;将mxene悬浊液加入到rgo溶液中,搅拌得到还原氧化石墨烯-(rgo-mxene)。将硝酸铜(cu(no3)2)溶于超纯水,加入聚乙烯吡咯烷酮(pvp),最后加入naoh,形成蓝色沉淀。将水合肼溶液加入混合物中搅拌,干燥,得到氧化亚铜(cu2o)。将cu2o加入到rgo-mxene溶液中搅拌,得到rgo-mxene-cu2o nps溶液。

10、(2)丝网印刷碳电极(spe)的活化与aunps修饰:将丝网印刷电极置于h2so4溶液中循环伏安法(cv)扫描活化。将活化后的丝网印刷电极置于氯金酸(haucl4)中,进行沉积,得到aunps/spe电极。

11、(3)rgo-mxene-cu2o/ssdna电化学传感界面的制备:在au nps/spe上滴加rgo-mxene-cu2o nps溶液,晾干。滴加氨基化的ssdna,干燥。使用磷酸盐缓冲溶液(pbs)冲洗,将未连接的ssdna去除。

12、步骤3:ldl工作曲线的绘制

13、(1)将步骤1的ldl激活的crispr-cas12a反式切割系统滴加在步骤2的ssdna/rgo-mxene-cu2o nps/aunps/spe传感器上,反应一段时间,用pbs冲洗;置于pbs缓冲溶液中,采用电化学工作站的dpv进行扫描,记录传感器的响应电流值。

14、(2)检测不同浓度的ldl,记录电流峰值,根据该浓度下的响应电流峰值与ldl浓度的关系,绘制ldl工作曲线。

15、步骤4:实际血清样本中ldl的检测

16、(1)将实际血清样本加入到步骤1的aptamer-activator捕获探针,收集activator,激活crispr-cas12a系统,并将其滴加到rgo-mxene-cu2o nps/ssdna电化学传感界面。采用dpv检测技术进行扫描,记录电流响应峰值。

17、(2)根据步骤3所得到的工作曲线,计算待测样本中ldl的浓度。

18、优选,步骤1中所述退火温度为95℃,退火时长为10min,降温速率为1℃/s;

19、优选,步骤1中所述ldl与aptamer-activator捕获探针结合时间为30min,离心分离转速为12000rpm,时间为2min。

20、优选,步骤2中所述rgo-mxene-cu2o nps溶液的浓度为1.0mg/ml;

21、优选,步骤2中所述稀h2so4溶液的浓度为0.5mol/l,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CRISPR-Cas12a系统和RGO-Mxene-Cu2O NPs的电化学检测LDL的方法,按以下步骤进行:

2.按照权利要求1所述检测LDL的方法,其特征在于:步骤1中所述水浴加热的温度为95℃,冷却温度下降速率为0.1℃/s。

3.按照权利要求1所述检测LDL的方法,其特征在于:步骤1中所述孵育温度为37℃,孵育时间为30min。

4.按照权利要求1所述检测LDL的方法,其特征在于:步骤1中所述离心转速为14000rpm,离心时间为1min。

5.按照权利要求1所述检测LDL的方法,步骤2中所述RGO-Mxene-Cu2O NPs溶液的浓度为1.0mg/mL。

6.按照权利要求1所述检测LDL的方法,步骤2中所述H2SO4溶液的浓度为0.5mol/L;循环伏安法(CV)扫描电压为0.4V~1.2V;HAuCl4溶液浓度为0.01%;恒电压为-0.5V,扫描时间为2min;PBS的浓度为0.2mol/L。

7.按照权利要求1所述检测LDL的方法,步骤3中所述电压范围0.2V~1.0V。

8.按照权利要求1所述检测LDL的方法,步骤3中所述孵育温度为37℃,孵育时间为30min。

9.按照权利要求1所述检测LDL的方法,步骤4中所述PBS缓冲液pH值为7.9。

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【技术特征摘要】

1.一种基于crispr-cas12a系统和rgo-mxene-cu2o nps的电化学检测ldl的方法,按以下步骤进行:

2.按照权利要求1所述检测ldl的方法,其特征在于:步骤1中所述水浴加热的温度为95℃,冷却温度下降速率为0.1℃/s。

3.按照权利要求1所述检测ldl的方法,其特征在于:步骤1中所述孵育温度为37℃,孵育时间为30min。

4.按照权利要求1所述检测ldl的方法,其特征在于:步骤1中所述离心转速为14000rpm,离心时间为1min。

5.按照权利要求1所述检测ldl的方法,步骤2中所述rgo-mxene-cu2o...

【专利技术属性】
技术研发人员:李桂银李鑫镐李胜男
申请(专利权)人:广东石油化工学院
类型:发明
国别省市:

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