[发明专利]一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测DNA的方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用纳米技术检测DNA的领域，尤其涉及一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测DNA的方法。

背景技术

DNA（Deoxyribonucleicacid，脱氧核糖核酸）是一种螺旋的手性生物分子，在纳米电子学、纳米材料和光学器件领域具有巨大的应用前景。已有研究报道（Chem.Soc.Rev.,2013,42,7028-7041），当金属纳米粒子和手性分子相互作用时可以产生等离子诱导的圆二色手性信号。DNA作为一种手性分子，相对于其他手性小分子，具有以下优势：（1）具有相对坚固的双螺旋结构可以提供更大的手性偶极，从而产生更强的手性信号；（2）DNA分子可设计性强，易于合成多种手性结构（Nano Lett.,2013,13,2128-2133）。

除了DNA分子强的手性偶极以外，贵金属纳米粒子强的表面等离子体共振强度也是获得强的圆二色手性信号的重要因素。这一方面的性能已经在DNA的检测中获得应用，如中国发明专利申请CN103487378A公开了一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法：将DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应；检测圆二色光谱，当检测到退火后相比退火前在600-800nm波段出现正负对称圆二色光谱的信号增强时，说明金纳米棒发生聚集，待检测DNA与金纳米棒上修饰的DNA完全互补或者互补并含有粘性末端。所述方法相比于基于纳米材料的紫外可见吸收光谱检测DNA的方法，信号更强，检出限低；而且检测方法简单，重复性好。但是，本领域还需要信号更强、灵敏度更高、检出限更低且重复性更好的DNA检测方法。

已有研究表明（Nano Lett.,2011,11,5013-5019；Langmuir,2012,28,9027-9033），与各向同性的金纳米球形粒子、各向异性金纳米棒相比，金纳米锥具有更强的表面等离子体共振强度，这主要来源于金纳米锥尖端的增强效应。但是，金纳米锥与DNA相互作用时产生等离子诱导的圆二色手性信号的情况目前还缺乏研究和报道，更没有将金纳米锥应用于DNA检测中的技术。

发明内容

针对现有技术的DNA检测方法的不足，本发明提供一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测DNA的方法，所述方法相比基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法信号更强、灵敏度更高、检出限更低且重复性更好。

本发明提供以下技术方案：

一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测DNA的方法：将含有DNA修饰的金纳米锥的溶液与含有待检测DNA的溶液混合进行退火反应；检测圆二色光谱，当检测到退火后相比退火前在550-850nm波段出现圆二色光谱的信号增强时，说明金纳米锥发生聚集，待检测DNA与金纳米锥上修饰的DNA存在互补序列。

本发明中，所述圆二色光谱的信号强度与待检测DNA的浓度呈正相关，因此通过检测所述圆二色光谱的信号强度能够定量待检测DNA的浓度。具体地，可以通过检测一系列梯度浓度的DNA对应的圆二色光谱的信号强度，并制作出DNA浓度相对于圆二色光谱的信号强度的标准曲线，然后检测待检测DNA对应的圆二色光谱的信号强度，就可以通过标准曲线计算出待检测DNA的浓度。

本发明中，金纳米锥是通过各种制备方法得到的，但是各种制备方法制得的金纳米锥并非完全具有一致性，其中还会含有金纳米球和/或金纳米棒。目前报道的制备金纳米锥的方法中，得到的金纳米锥约占30%左右。因此，所述含有DNA修饰的金纳米锥的溶液中还可能含有金纳米球和/或金纳米棒，且所述金纳米锥的摩尔百分含量以金纳米锥、金纳米球和/或金纳米棒的总量计为30%以上，优选50%以上，更优选70%以上，最优选90%以上。研究发现金纳米锥的摩尔百分含量越高，得到的圆二色光谱的信号强度也越大，这是因为金纳米锥相比金纳米球和金纳米棒具有更强的表面等离子体共振强度，能够诱导更强的圆二色光谱信号。高含量的金纳米锥可以通过对制备的金纳米锥的初产物进行密度梯度离心得到，本发明的一个实施例通过密度梯度离心制得的金纳米锥的摩尔百分含量能够达到90%以上，为圆二色光谱信号检测DNA提供高度纯化的金纳米锥，为高灵敏地检测DNA提供保障。目前还没有通过密度梯度离心纯化或富集金纳米锥的报道。