[发明专利]一种检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的生物传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及生物传感器技术领域，特别涉及基于纳米金DNA分子机器与表面增强拉曼散射的生物传感器。为了解决以上现有技术中检测UDG活性的方法特异性和灵敏度都比较低、成本高的问题。一种基于DNA分子机器表面增强拉曼散射检测UDG活性的生物传感器，将纳米金分子机器与表面增强拉曼相结合，均相反应混合液。制备方法：合成金纳米粒子；将Hairpin Probe和Track DNA以及拉曼染料修饰到金纳米粒子表面；将标记的纳米金溶液与均相反应溶液混合。利用了内切酶IV的特异性切割实现DNA分子机器开启，利用表面增强拉曼检测实现了高灵敏性检测；利用外切酶Ⅲ，实现了DNA分子机器的循环，起到了信号放大的作用。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，特别涉及基于DNA分子机器表面增强拉曼散射检测尿嘧啶-DNA糖基化酶活性的生物传感器，还涉及其制备方法。

背景技术

基因组由特定配对的DNA碱基组成，其稳定和准确性是所有生物体的先决条件。然而，DNA碱基的结构特性可能被多种环境因子和内源性活性氧物质破坏，导致基因组不稳定性和诱导癌变。尿嘧啶是DNA中常见的受损碱基，在DNA复制过程中dUTP错误掺入或胞嘧啶水解脱氨的结果，从而导致G:C碱基对转变成A:U碱基对，最终导致基因突变。通常通过碱基切除修复系统中的尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）来修复DNA内的尿嘧啶。尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）是一种高度保守的损伤修复酶，它可以通过催化尿嘧啶和DNA骨架之间的糖苷键的裂解来特异性地识别和切除尿嘧啶，释放受损的碱基并产生无碱基位点（AP位点），并最终与其他修复蛋白质协调以完成整个DNA修复。UDG在维持基因组完整性方面发挥着至关重要的作用，而UDG的异常表达与人类免疫缺陷，淋巴瘤，神经变性和癌症等多种疾病直接相关。因此，精确检测UDG活性对于生物医学研究和临床诊断至关重要。

传统的UDG活性检测方法有凝胶电泳法，核酸标记等方法，然而，它们需要复杂的核酸标记和凝胶电泳程序，并且耗时且灵敏度差，很难普遍化。为了克服以上缺陷，一些基于比色和荧光的UDG活性检测方法发展起来，这些新技术给UDG活性检测方面带来了巨大的进步；但要实现更加灵敏、特异性检测UDG还有待进一步改善。

发明内容

为了实现更加灵敏的、特异性的检测UDG活性，本申请提出了一种基于双酶辅助和DNA分子机器介导纳米金颗粒聚集检测DNA糖基化酶的生物传感器。

一种检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的生物传感器，包括纳米金溶液、Hairpin Probe、Track DNA、拉曼染料、拉曼染料、均相反应液；

所述的Hairpin Probe、Track DNA序列为：

Hairpin Probe：

5’-SH-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTCAGTATGTAGTAT

CTCTTTTTCUACATACTGTTTTTT-3’ 序列如SEQ No.1所示；

Track DNA: 5’-SH-TTTTGAGATACTACATAC-3’ 序列如SEQ No.2所示；

所述的DNA序列中，Hairpin Probe和Track DNA的5’端修饰-SH；

所述的Hairpin Probe序列5’第67位修饰U。

所述的均相反应液，包括内切酶IV、外切酶Ⅲ、待测物UDG、PBS。

所述的内切酶IV浓度为1 U/mL，所述的外切酶Ⅲ浓度为10U/mL，待测物UDG的浓度为1 U/mL。

所述的PBS为10mM Tris-HCL、50mM NaCl、10mM MgCl₂、1mM DTT，pH=7.9。

上述生物传感器的制备方法，包括以下步骤：