石墨烯作为增强剂在聚合酶链式反应中的应用制造技术

石墨烯作为增强剂在聚合酶链式反应中的应用，涉及石墨烯材料。通过改进后的Hummers方法合成氧化石墨，利用水合肼合成石墨烯。以质粒为模板进行聚合酶链式反应和多轮聚合酶链式反应，在低于14μgmL-1内，石墨烯均可增强聚合酶链式反应的特异性，甚至进行8轮聚合酶链式反应仍可得特异性强的目的产物。以临床血样DNA为模板进行聚合酶链式反应，加入石墨烯的PCR反应体系可得单一的特异性产物，加入石墨烯的反应体系在25℃到引物退火温度的范围内仍可得特异性强的目的产物。加入石墨烯的扩增产物经测序后证实并未对引物的序列和长度产生影响，石墨烯可作为一种性能良好的聚合酶链式反应增强剂用于聚合酶链式反应中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石墨烯材料，尤其是涉及石墨烯作为增强剂在聚合酶链式反应中的应用。
技术介绍
自Kary Mullis于1985年专利技术以来，聚合酶链反应(PCR)已经成为现代生命科学中一项DNA体外扩增的重要技术方法。PCR可以在几小时内用少量的DNA模板通过指数扩增的形式产生大量的目的DNA片段。然而，在此过程中经常会产生非特异性DNA片段，使 PCR效率降低。之前已有相关的报道，采用不同的添加剂来提高PCR的效率。但是由于不同的方法有不同的限制性条件，高效率的PCR扩增仍然是一个挑战。尽管存在争议，但是有报道称比表面积大、导热导电性能优良的材料可以显著地提高PCR的特异性。随着纳米技术的发展，纳米材料在表面和空间上的独特性能对生物大分子起到了显著的作用。因此，运用纳米材料优化PCR的条件具有十分重要的理论意义和应用前景。石墨烯是一种二维的单原子层材料，SP2碳原子紧密排列成蜂窝状。(参见文献[9]A.K. Geim, K. S. Novoselov. The rise of graphene[J]. Nat. Mater. , 2007, 6:183-191 ；[10]C. G. Lee, X. D. Wei, J. ff. Kysar, et al. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayergraphene[J]. Science, 2008, 321:385-388 ；[11]A.A.Balandin,S. Ghosh, ff. Z. Bao, et al.Superiorthermal conductivity of single-layer graphene[J]. Nano Lett. , 2008, 8:902-907 ； [ 12] S. V. Morozov, K.S.Novoselov, M. I.Katsnelson, et al.Giant intrinsic carrier mobilities in graphene and its bilayer [J]. Phys. Rev. Lett. , 2008, 100:016602.)石墨烯具有相当高的比表面积、良好的导电、导热性能，这些性能使其在生物
有着广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供石墨烯作为增强剂在聚合酶链式反应中的应用。石墨烯在制备聚合酶链式反应增强剂中的应用。所述石墨烯材料在聚合酶链式反应中的应用包括以下内容I)石墨烯对于扩增质粒模板的聚合酶链式反应的作用。所述石墨烯为化学氧化还原法制备的石墨烯；所述质粒是商品化的质粒；所述聚合酶链式反应是多轮聚合酶链式反应；所述作用是对聚合酶链式反应所扩增的产物的特异性增强的作用。2)石墨烯对于扩增人的基因组模板的聚合酶链式反应的作用。所述石墨烯为化学氧化还原法制备的石墨烯；所述基因组是从人体血液中提取的基因组DNA ;所述聚合酶链式反应是传统的聚合酶链式反应；所述作用是对聚合酶链式反应扩增产物的特异性增强作用。3)石墨烯对于在广泛的退火温度下扩增人的基因组模板的聚合酶链式反应的作用。所述石墨烯为化学氧化还原法制备的石墨烯；所述广泛的退火温度包括25°C到引物的退火温度之间；所述基因组是从人体血液中提取的基因组DNA ;所述聚合酶链式反应是传统的聚合酶链式反应；所述作用是对聚合酶链式反应所扩增的产物的特异性增强的作用。本专利技术通过改进后的Hmnmers方法合成氧化石墨，然后利用水合肼合成石墨烯。以商品化的质粒为模板进行传统的聚合酶链式反应和多轮聚合酶链式反应，在低于的 HygmL-1浓度范围内，石墨烯均可增强聚合酶链式反应的特异性，甚至进行8轮聚合酶链式反应仍然可以得到特异性强的目的产物。以临床血样DNA为模板进行传统的聚合酶链式反应，加入石墨烯的PCR反应体系可以得到单一的特异性产物，并且加入石墨烯的反应体系在25°C到引物退火温度的范围内仍然可以得到特异性强的目的产物。加入石墨烯的扩增产物经过测序后证实并未对引物的序列和长度产生影响，因此石墨烯可以作为一种性能良好的聚合酶链式反应增强剂用于聚合酶链式反应中。所述石墨烯增强剂与传统的PCR增强剂相比有以下优势I)所述石墨烯材料合成方法简单，成本低，可以宏量制备。2)所述石墨烯材料可以室温下长期稳定分散在水溶液中，不需要进行表面修饰， 也无需用稳定剂帮助其分散。3)所述石墨烯材料对商品化的模板和临床样品提取的模板都具有增强作用，即表明其对模板的序列无选择性。4)所述石墨烯材料对于多轮扩增的效果更加显著，能满足大量扩增的需要。5)所述石墨烯材料可以在低于引物退火温度几十度的范围内得到特异性强的目的产物，降低了聚合酶链式反应对引物的退火温度的要求，简化引物设计的步骤。6)所述石墨烯材料不会对产物的序列产生干扰，保证产物序列的准确性。附图说明图I为石墨烯对于扩增质粒模板的经典聚合酶链式反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为 μ gmL 1 ο图2是石墨烯对于扩增质粒模板的第二轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图3是石墨烯对于扩增质粒模板的第三轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图4是石墨烯对于扩增质粒模板的第四轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图5是石墨烯对于扩增质粒模板的第五轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图6是石墨烯对于扩增质粒模板的第六轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图7是石墨烯对于扩增质粒模板的第七轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker,C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图8是石墨烯对于扩增质粒模板的第八轮PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为μ gmL'图9是石墨烯对于扩增人体基因组DNA模板的PCR反应的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR产物，单位为 μ gmL 1。图10为石墨烯对于扩增人体基因组DNA模板在不同退火温度下的PCR反应的作用。M表示DNAMarker，C表示不加入石墨烯的对照，数字表示加入相应浓度的石墨烯的PCR 产物，单位为μ gmL—1，Tm表示PCR过程中采用的退火温度。具体实施方式下面通过实施例结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例I :将2g天然石墨粉和Ig硝酸钠在冰浴中与46mL浓硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
石墨烯在制备聚合酶链式反应增强剂中的应用。

【技术特征摘要】
1.石墨烯在制备聚合酶链式反应增强剂中的应用。2.如权利要求I所述的应用，其特征在于所述石墨烯对于扩增质粒模板的聚合酶链式反应的作用，所述石墨烯为化学氧化还原法制备的石墨烯；所述质粒是商品化的质粒；所述聚合酶链式反应是多轮聚合酶链式反应；所述作用是对聚合酶链式反应所扩增的产物的特异性增强的作用。3.如权利要求I所述的应用，其特征在于所述石墨烯对于扩增人的基因组模板的聚合酶链式反应的作用，所述石墨烯为化学氧化还原法制备的石墨烯；所述基因组是从人体血液中提取的基因组DNA ;所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙莉萍，胡楠，贾静，翁建，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：