[发明专利]基于二硫化钨纳米片的免标记生物传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于二硫化钨纳米片的免标记生物传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)制备二硫化钨纳米片在水中的混悬液；(2)向二硫化钨纳米片的混悬液中加入ssDNA探针，混合均匀；(3)向步骤(2)中得到的混悬液中加入可溶性金属盐，混合均匀，得到第一状态的免标记生物传感器；(4)向步骤(3)中得到的混悬液中加入目标ssDNA，反应，得到第二状态的免标记生物传感器；所述的ssDNA探针为目标ssDNA的互补链。本发明还公开了该免标记生物传感器在检测ssDNA浓度中的应用。采用该免标记光学传感器检测核酸的成本较低，并且操作简单。

技术领域

本发明涉及光学生物传感器技术领域，尤其涉及一种基于二硫化钨纳米片的免标记生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

二硫化钨是以硫-钨-硫为每一层基础结构的层状化合物。每层结构都是两层硫原子夹一层钨原子，层与层之间不存在悬挂键，仅仅依靠弱的范德华作用力结合起来，易沿着层面滑动。这种结构使得块体二硫化钨可以剥离得到二维层状二硫化钨纳米片。由于二硫化钨纳米片层有消光性，在溶剂里面分散的时候也有着丁达尔效应，根据其对光线的吸收，绘制二硫化钨纳米片的紫外-可见吸收光谱图，可以看到其在波长为410nm、625nm处都有吸收峰，其中，在625nm处的吸收峰，与二硫化钨纳米片的大小及厚度相关。

二硫化钨纳米片由于具有较大的比表面积，其表面会产生相对较大的静电吸引力，同时又由于钨原子和硫原子电子云分布一个倾向于在中间，一个倾向于在两端，就造成了二硫化钨纳米片层表面带上了一定的负电荷，对于单链核酸而言，由于其碱基暴露在外而易于被二硫化钨纳米片层所吸附，而对于双链核酸，由于其带负电的磷酸骨架，因为双螺旋结构而暴露在外，会对带负电表面的二硫化钨纳米片层产生较大的排斥，远远的大于吸附的静电引力，所以不能被吸附。利用二硫化钨纳米片对单链核酸及双链核酸吸附作用不同这一性质，可构建基于二硫化钨纳米片检测单链核酸的传感方法。

现有的传感方法中，较为普遍的是基于荧光共振能量原理检测单链核酸。其主要原理是：在与被测单链核酸互补配对的核酸一端修饰荧光基团，当目标核酸不存在时，修饰了荧光基团的核酸吸附在二硫化钨纳米片表面，荧光基团的荧光被猝灭。当目标核酸存在时，被吸附上去的荧光被猝灭了的单链核酸便会与其互补核酸结合，形成核酸双链，脱离二硫化钨纳米片表面，因为脱离了二硫化钨纳米片，原来的荧光基团又恢复了荧光信号，体系的荧光强度又会发生改变，这样记录各次荧光强度的改变并进行分析，就可以得出被检测单链核酸的含量。

但是，这种方法需要在单链核酸的一端修饰荧光基团，这样既增加了成本，也提高了实验的繁琐性。因此，开发免标记的新型传感方法检测单链核酸势在必行。

发明内容

针对现有荧光传感器检测核酸的成本高、操作繁琐等不足，本发明提供了一种基于二硫化钨纳米片的免标记光学传感器，采用该免标记光学传感器检测核酸的成本较低，并且操作简单。

本发明提供了如下技术方案：

一种基于二硫化钨纳米片的免标记生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备二硫化钨纳米片在水中的混悬液；

(2)向二硫化钨纳米片的混悬液中加入ssDNA探针，混合均匀；

(3)向步骤(2)中得到的混悬液中加入可溶性金属盐，混合均匀，得到第一状态的免标记生物传感器；

(4)向步骤(3)中得到的混悬液中加入目标ssDNA，反应，得到第二状态的免标记生物传感器；

所述的ssDNA探针为目标ssDNA的互补链。