[发明专利]一种DNA表观遗传修饰的表面增强拉曼光谱检测方法

说明书

本发明公开了一种DNA表观遗传修饰的表面增强拉曼光谱检测方法，包括如下步骤：(1)制备周期性结构的金纳米孔阵列；(2)将不同表观遗传修饰的待测DNA配置成DNA混合溶液；(3)对不同DNA表观遗传修饰进行拉曼检测。该检测方法将不同表观遗传修饰的DNA吸附在阵列表面，根据修饰基团的拉曼指纹特征，实现了不同DNA表观遗传修饰的检测，且所述检测方法无需对DNA进行化学处理或者标记，操作简单，具有灵敏度高、重现性好的优点，极大地丰富了DNA表观遗传修饰的检测方法。

技术领域

本发明属于生物检测领域，具体涉及一种DNA表观遗传修饰的表面增强拉曼光谱检测方法。

背景技术

DNA的表观遗传修饰方式包括5-甲基胞嘧啶(5-mC)、5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC)、5-醛基胞嘧啶(5-fC)和5-羧基胞嘧啶(5-caC)等，这些表观遗传修饰方式在维持细胞的增殖分化、遗传印记、基因表达等方面有重要的作用。其中5-mC是研究最为广泛的遗传修饰之一，而5-hmC、5-fC和5-caC既是DNA主动去甲基化的产物，也是调控生命过程的重要表观遗传修饰，它们与甲基化之间的动态平衡与生物的发育和疾病等密切相关。

传统的检测方法有甲基化敏感的限制性内切酶方法、甲基化特异性PCR法、电化学方法、质谱色谱光谱分析法等，但这些方法普遍耗时繁琐，结果不准确。

表面增强拉曼光谱法作为振动光谱，具有独特的指纹识别特性，能够反映出DNA碱基修饰的分子信息，且不受水溶液的干扰，因此广泛地应用于生物样品分析。传统的拉曼增强基底是贵金属纳米粒子，但是纳米粒子增强效果差，且容易发生团聚，造成检测信号的不稳定，无法得到增强效果好、重现性好的拉曼谱图，因此限制了SERS在表观遗传修饰方向的广泛应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种DNA表观遗传修饰的表面增强拉曼光谱检测方法，该方法将不同表观遗传修饰的DNA吸附在阵列表面，根据修饰基团的拉曼指纹特征，实现了多种DNA表观遗传修饰的检测，且所述检测方法无需对DNA进行化学处理或者标记，操作简单，具有灵敏度高、重现性好的优点，极大地丰富了DNA表观遗传修饰的检测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种DNA表观遗传修饰的表面增强拉曼光谱检测方法，包括如下步骤：

步骤1)制备周期性结构的金纳米孔阵列：将PMMA旋涂在玻璃基板上，然后将基板暴露于电子束，产生纳米孔阵列，在甲基异丁基酮/异丙醇溶液中显影后接着用异丙醇冲洗，然后通过热蒸发镀膜技术将金膜蒸发到纳米孔阵列上，得到所述周期性结构的金纳米孔阵列，清洗后备用；

步骤2)配置DNA混合溶液：将不同表观遗传修饰的待测DNA分别溶解在Tris-HCl缓冲液中得到DNA溶液，取DNA溶液与TCEP溶液常温下混合反应，得到所述DNA混合溶液；

步骤3)不同DNA表观遗传修饰的拉曼检测：将步骤2)制得的DNA混合溶液滴涂在步骤1)制备的金纳米孔阵列中，0.5h后取出并用氮气吹干，用拉曼仪器在金纳米孔阵列表面不同区域处采集拉曼信号进行检测，观察不同待测DNA表观遗传修饰方式拉曼光谱图的特征差异，根据拉曼信号强度和位移的变化实现不同待测DNA表观遗传修饰的检测。

进一步地，步骤1)所述金纳米孔阵列为层状结构，共有三层，底层为Si片，中间层为厚度200nm的PMMA纳米阵列，上层为50nm厚的金膜；金纳米孔阵列呈周期性排列的孔洞结构，孔为圆形，半径为100nm，深度为200nm，孔与孔之间的距离为604nm。

进一步地，步骤2)所述待测DNA的表观遗传修饰方式包括5-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶、5-醛基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶。

进一步地，步骤2)所述DNA溶液与TCEP溶液的摩尔浓度比例为1：50。