[发明专利]一种基于石墨烯-纳米金复合界面超高负载核酸适配体的亲和整体柱及其制备方法

说明书

本发明属于整体柱聚合材料制备领域，具体涉及一种基于石墨烯‑纳米金复合界面超高负载核酸适配体的亲和整体柱及其制备方法。采用表面改性的氧化石墨烯作为催化剂及修饰材料，通过“一锅”法制备石墨烯功能化杂化硅胶聚合整体柱，并将纳米金柱后修饰到改性硅胶多孔整体柱的石墨烯材料表面，基于纳米金的桥联作用，实现核酸适配体在改性硅胶多孔整体柱表面的超高密度负载。该改性硅胶多孔整体柱基质具有高比表面积，其表面的改性氧化石墨烯能够稳定、高效地负载纳米金粒子，同时避免了制备过程中出现石墨烯、纳米金粒子团聚现象，可使核酸适体能够高密度修饰到整体柱上，实现了该硅胶杂化亲和整体柱可用于赭曲霉毒素A的高效特异识别和分离。

技术领域

本发明属于整体柱聚合材料制备领域，具体涉及一种基于石墨烯-纳米金复合界面超高负载核酸适配体的亲和整体柱及其制备方法。

背景技术

核酸适配体是通过体外筛选技术（SELEX）从大容量的随机寡核苷酸文库中筛选得到的一种短链DNA或RNA序列，能与相应的目标配体进行高亲和、高特异结合，具有适用的目标范围广、易合成、易修饰、化学性质稳定和高特异性等优点。核酸适配体的发展为快速、高效识别技术的研究提供了一个新方向，以核酸适配体作为亲和配体用于富集、分离和检测等方面的研究工作受到了高度的关注，展示出了良好的应用前景。

近年来，为了增强毛细管整体柱对特定检测物的选择性保留能力，减少其他化学成分的干扰，将核酸适配体固载于整体柱上的制备技术得到了关注和发展，通过利用亲和配体与目标分析物之间高特异性，结合毛细管整体柱和核酸适配体的特点，使得该技术在选择性识别、富集和纯化小分析化合物、蛋白质以及细胞等物质中发挥了重要作用。核酸适配体修饰的亲和整体柱主要由载体、配基及间隔臂三部分组成，其中整体柱多孔结构和核酸修饰技术是影响亲和整体柱键合适配体效率高低的关键要素，直接影响着亲和整体柱的特异识别性能。目前，核酸适配体共价键合固载到整体柱上的方式已有较多的报道，但是大多数化学键合制备的亲和整体柱上核酸适配体的覆盖密度在169-568 pmol/μL 之间，有待提高且很多需要较长的反应时间和苛刻的条件，在一定程度上会影响了核酸适配体的活性。核酸适配体作为亲和整体柱上亲和配体，其在整体柱上的覆盖密度对于环境中痕量目标物的分析检测起着关键作用，另外，整体柱的基质非特异性吸附会对分析物的特异性识别造成一定的干扰，并影响目标物的定量和定性分析。较为理想的核酸适配体亲和整体柱材料是具有高的亲和性、选择性以及高的稳定性，同时，还应该尽量避免可能存在的非特异性吸附作用。通过提高毛细管整体柱表面有效核酸适配体的覆盖密度无疑也是一种降低基质柱非特异性作用有效的手段。因此寻求新的固定相和固载方式，研发亲和整体柱制备新技术，制备具有高核酸适配体覆盖密度和高特异性的新型核酸适配体亲和整体柱，对丰富和完善亲和整体柱分析技术具有重要的科学意义。

目前在提高毛细管亲和整体柱表面核酸适配体覆盖密度的研究主要包括以下几个方面：

1.多次衍生法，主要包括非化学键合法和化学键合法，通过核酸适配体和整体表面的亲和作用或者化学配位作用，多次重复柱后衍生核酸适配体来进一步提高核酸适配体在整体柱上的覆盖密度，其中非化学键合法以生物素和链霉亲和素法为主，化学键合法主要包括巯-烯点击及戊二醛法，但由于结合位点有限，采用该方法核酸适配体的覆盖密度很难得到大幅度的提升。

2.纳米金法，金纳米粒子具有较好生物相容性、易修饰性和易制备性，已经被应用到多个不同的领域。金纳米粒子通过巯基或者氨基修饰到整体柱表面，随后巯基适配体通过巯基或者氨基修饰到金纳米粒子表面，可最终实现整体柱表面的高密度的功能化修饰。目前，以纳米金为连接媒介将末端修饰有巯基的核酸适配体固定到表面带有巯基基团的基质整体柱上，制备的核酸适配体修饰的整体柱可对凝血酶进行富集、分离与检测。上述方法制备的杂化硅胶基亲和整体柱中核酸适配体的覆盖密度都在277-1314 pmol /μL的水平，相较于其他制备方法，核酸适配体在整体柱上的覆盖密度得到了一定程度的提升。