一種新型金納米棒的復(fù)合材料及其用于檢測(cè)小牛胸腺dna的濃度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種新型金納米棒的復(fù)合材料及其用于檢測(cè)小牛胸腺DNA。
【背景技術(shù)】
[0002]金納米棒(Au NRs)是一種各向異性的一維的納米材料，它作為一種新型的替代物在生物學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用。由于金納米棒有著超強(qiáng)的輻射性和非輻射性，它可以被運(yùn)用在以下幾個(gè)方面，例如生物傳感器、生物成像、基因和藥物的生物傳輸?shù)取參見 1.Nusz G.J., Marinakos S.M., Curry A.C., et al.Label-free plasmonicdetect1n of b1molecular binding by a single gold nanorod.Anal.Chem.，2008，80，984-989.2.Huang X.H.，Neretina S.，El-Sayed M.A.，Gold nanorods:from synthesis and properties to b1logical and b1medical applicat1ns.Adv.Mater.，2009，21，4880-4910.3.Takahashi H.，Niidome Y.，Yamada S.，Gold nanorod-sensitized cell death: microscopic observat1n of single livingcells irradiated by pulsed near-1nfrared laser light in the presence of goldnanorods.Chem.Commun.，2006，35，500-501.]納米棒具有很高的比表面積，它經(jīng)常被選為納米載體來負(fù)載各種物質(zhì)來構(gòu)建多功能的納米探針。[參見Xiao Z.Y.，Ji C.W.，Shi J.J.，et al.DNA self-assembly of targeted near-1nfrared-responsive goldnanoparticles for cancer thermo-chemotherapy.Angew.Chem.1nt.Edit.，2012，124，12023-12027.]目前，基于金納米棒的生物傳感器主要是依賴于表面等離子體共振。[參見 Yu C.X., Nakshatri H., Irudayaraj J., Identity profiling of cell surfacemarkers by multiplex gold nanorod probes.Nan0.Lett.，2007，7，2300-2306.]因此，在熒光探針的領(lǐng)域構(gòu)建基于金納米棒的生物傳感器是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種包覆熒光染料、具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料及其用于檢測(cè)小牛胸腺DNA。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種新型金納米棒的復(fù)合材料，包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒，該復(fù)合材料的濃度為0.6489 nM，所使用的金納米棒的長(zhǎng)軸為100±4 nm，短軸為28±3 nm，所使用的金納米棒的TEM圖像如圖1所示，合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯，20 %的甲醇溶液)，和配制濃度為10 mg/mL的吖啶橙，的體積比為3000:12:5。
[0005]所合成的復(fù)合材料采用熒光增強(qiáng)的方法檢測(cè)小牛胸腺DNA ;
采用以下步驟檢測(cè)小牛胸腺DNA:
步驟一:檢測(cè)不同濃度，0-18 Pg/mL的CtDNA對(duì)復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)； 步驟二:根據(jù)步驟一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出不同濃度CtDNA對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度線性曲線；步驟三:加入待測(cè)樣品，測(cè)試其對(duì)復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)，帶入步驟二得到的線性曲線，計(jì)算其濃度。
[0006]所述步驟一中首先優(yōu)化檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)條件，包括復(fù)合材料(Au NRsOS12-AO)的濃度、反應(yīng)的PH值、不同的加入順序以及反應(yīng)時(shí)間，然后在最佳條件下，利用熒光光譜儀檢測(cè)不同濃度小牛胸腺DNA與該復(fù)合材料作用后的熒光發(fā)射光譜，最后分析出發(fā)射光譜與濃度之間的線性關(guān)系。
[0007](I)選取不同的濃度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ,Ο.1625 ηΜ,Ο.1083 ηΜ,Ο.0813ηΜ,Ο.065 ηΜ,Ο.0433 ηΜ,Ο.0325 ηΜ)，檢測(cè)其熒光強(qiáng)度，分析出最佳的復(fù)合材料的濃度為0.1083 ηΜ ；
(2)選擇B-R緩沖液作為反應(yīng)環(huán)境中pH的調(diào)節(jié)劑。我們選擇了pH從1.8到8.7，然后當(dāng)加入一定濃度CtDNA后，我們分別檢測(cè)出Au NRsiS12-AO的熒光光譜，分析出最佳的反應(yīng)PH值為5.7 ；
(3)檢測(cè)以下三種物質(zhì):AuNRsiS12-AO, BR緩沖液和ctDNA，三者不同的加入順序?qū)?shí)驗(yàn)熒光強(qiáng)度的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)以以下順序(Au NRs@Si02-A0、BR緩沖液、ctDNA)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所得到的熒光信號(hào)最強(qiáng)，說明此時(shí)熒光增強(qiáng)值最大，于是得出最佳的加入順序依次為:Au NRsiS12-AO, BR緩沖液、ctDNA ；
(4)檢測(cè)熒光探針與ctDNA不同的接觸時(shí)間對(duì)熒光信號(hào)穩(wěn)定性的影響，得出最佳的反應(yīng)時(shí)間為I min ；
(5)在以上最佳條件下，檢測(cè)不同濃度的ctDNA對(duì)該復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的影響。
[0008]一種基于金納米棒的復(fù)合材料用于檢測(cè)小牛胸腺DNA的應(yīng)用。
[0009]由于介孔硅的引入可以增大吖啶橙的吸附量，同時(shí)在包覆于金納米棒表面后可以進(jìn)一步提高金納米棒的比表面積以及其穩(wěn)定性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的熒光探針一吖啶橙摻雜介孔硅包覆金納米棒復(fù)合材料，并用于檢測(cè)小牛胸腺DNA的方法
本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明的應(yīng)用方法適用于其他納米級(jí)復(fù)合材料負(fù)載熒光染料或者藥物用于相關(guān)檢測(cè)等領(lǐng)域。
[0010](2)本發(fā)明應(yīng)用方法所述檢測(cè)手段是采用的熒光增強(qiáng)的方法，對(duì)核酸檢測(cè)領(lǐng)域有著潛在的價(jià)值。
[0011](3)本發(fā)明應(yīng)用方法，在檢測(cè)小牛胸腺DNA時(shí)，信號(hào)穩(wěn)定，線性良好，檢測(cè)快速、簡(jiǎn)單。
【附圖說明】
[0012]圖1合成的核殼材料所使用的金納米棒的TEM圖像
圖2該金納米棒的核殼復(fù)合材料檢測(cè)與不同濃度ctDNA作用對(duì)應(yīng)的熒光響應(yīng)曲線，其中 a-o 對(duì)應(yīng)的 ctDNA 的濃度依次為 0，0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, 7.5，8.5, 9.5, 10.5, 13.5, 15.5, 18 Mg/mL。
[0013]圖3不同濃度ctDNA對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度線性曲線。插入圖為(F-Ftl)/F。與ctDNA濃度的線性相關(guān)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0015]實(shí)施例1:
一種新型金納米棒的復(fù)合材料，包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒，該復(fù)合材料的濃度為0.6489 nM，所使用的金納米棒的長(zhǎng)軸為100±4 nm短軸為28±3 nm,所使用的金納米棒的TEM圖像如圖1所示，合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和吖啶橙(配制濃度為10 mg/mL)的體積比為3000:12:5。
[0016]所合成的復(fù)合材料采用熒光增強(qiáng)的方法檢測(cè)小牛胸腺DNA ;
采用以下步驟檢測(cè)小牛胸腺DNA:
步驟一:檢測(cè)不同濃度，0-18 Pg/mL的ctDNA對(duì)復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)；步驟二:根據(jù)步驟一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出不同濃度ctDNA對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度線性曲線；步驟三:加入待測(cè)樣品，測(cè)試其對(duì)復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)，帶入步驟二得到的線性曲線，計(jì)算其濃度。
[0017]實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化:
Au NRs@Si02-A0 的濃度優(yōu)化:選取不同的濃度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ，0.1625 ηΜ,0.1083 ηΜ，0.0813 ηΜ，0.065 ηΜ，0.0433 ηΜ，0.0325 ηΜ)，檢測(cè)其熒光強(qiáng)度，分析出最佳的復(fù)合材料的濃度，；
反應(yīng)pH優(yōu)化:選擇B-R緩沖液作為反應(yīng)環(huán)境中pH的調(diào)節(jié)劑。我們選擇了 pH從1.8到8.7，然后當(dāng)加入一定濃度ctDNA后，我們分別檢測(cè)出Au NRsiS12-AO的熒光光譜，分析出最佳的反應(yīng)pH值；
加入順序優(yōu)化:檢測(cè)以下三種物質(zhì):Au NRs@Si02-A0、BR緩沖液和ctDNA，三者不同的加入順序?qū)?shí)驗(yàn)熒光強(qiáng)度的影響；
反應(yīng)時(shí)間優(yōu)化:檢測(cè)熒光探針與ctDNA不同的接觸時(shí)間對(duì)熒光信號(hào)穩(wěn)定性的影響，得出最佳的反應(yīng)時(shí)間；
檢測(cè)ctDNA:在以上最佳條件下，檢測(cè)不同濃度(0-18 Pg/mL)的ctDNA對(duì)該復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)曲線為圖2所示。其中檢測(cè)范圍可以從0.5 Pg/mL到10Kg/mL，檢測(cè)限為0.1667 Pg/mL，線性相關(guān)系數(shù)為0.9985，對(duì)應(yīng)的線性曲線為圖3所示。因此，該種復(fù)合材料可用于定量檢測(cè)小牛胸腺DNA，且檢測(cè)過程迅速簡(jiǎn)單穩(wěn)定。
[0018]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型金納米棒復(fù)合材料，其特征在于包覆介孔娃摻雜吖啶橙且具有核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒，該復(fù)合材料合成過程中的金納米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和配制濃度為10 mg/mL的吖啶橙的體積比為3000:12:5。
2.一種權(quán)利要求1所述的新型金納米棒復(fù)合材料用于檢測(cè)小牛胸腺DNA的濃度的方法，具體包括如下步驟: 步驟一:檢測(cè)不同濃度，0-18 Pg/mL的ctDNA對(duì)新型金納米棒復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的焚光探針的響應(yīng)； 步驟二:根據(jù)步驟一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出不同濃度ctDNA對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度線性曲線； 步驟三:加入待測(cè)樣品，測(cè)試其對(duì)新型金納米棒復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的熒光探針的響應(yīng)，帶入步驟二得到的線性曲線，計(jì)算其濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型金納米棒的復(fù)合材料用于檢測(cè)小牛胸腺DNA的濃度的方法，其特征在于步驟一中新型金納米棒復(fù)合材料的濃度為0.1083 nM，使用B-R緩沖液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH為5.7，加入順序依次為:Au NRsOS12-AO、BR緩沖液、ctDNA ;檢測(cè)熒光探針與ctDNA不同的接觸時(shí)間對(duì)熒光信號(hào)穩(wěn)定性的影響，應(yīng)時(shí)間為I min。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型金納米棒的復(fù)合材料用于檢測(cè)小牛胸腺DNA的濃度的方法，其特征在于步驟二中熒光光譜儀的激發(fā)和發(fā)射的狹縫寬度分別為3 nm和5 nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包覆熒光染料、具有核殼結(jié)構(gòu)的新型金納米棒復(fù)合材料及其用于檢測(cè)小牛胸腺DNA濃度的方法。在優(yōu)化檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)條件，包括復(fù)合材料（Au NRsSiO2-AO）的濃度、反應(yīng)的pH值、不同的加入順序以及反應(yīng)時(shí)間的基礎(chǔ)上，在最佳條件下，利用熒光光譜儀檢測(cè)不同濃度小牛胸腺DNA與該復(fù)合材料作用后的熒光發(fā)射光譜，最后分析出熒光發(fā)射光譜與ctDNA濃度之間的線性關(guān)系。本發(fā)明的應(yīng)用方法是采用熒光增強(qiáng)的檢測(cè)手段，在檢測(cè)小牛胸腺DNA時(shí)，信號(hào)穩(wěn)定，線性良好，檢測(cè)快速、簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G01N21-64, B82Y35-00
【公開號(hào)】CN104819967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510206233
【發(fā)明人】朱衛(wèi)華, 宣成磊, 王偉
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日