[发明专利]一种核酸适体及调节核酸适体信号强度的方法和应用

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，特别是指一种核酸适体及调节核酸适体信号强度的方法和应用。利用金属增强荧光效应以及双链DNA捕获银离子更强的优点，设计了一种高灵敏的荧光增强型适体传感器来检测银离子。将含有不同碱基A的核酸适体修饰在纳米金的表面，并加入标记有荧光基团的互补链，构成用于检测银离子浓度的工作溶液。实际实验结果表明当碱基A的长度为8nm，银离子浓度的线性检测范围为694‑6940pmol/L，检出限为694pmol/L。该传感器为检测实际水环境中的银离子浓度提供了应用基础。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，特别是指一种核酸适体及调节核酸适体信号强度的方法和应用。

背景技术

银具有对光特别敏感的特性，被广泛应用于医疗、电子、成像等领域。但银离子所带来的危害也不容忽视的问题，它可通过河流灌溉系统和海水养殖，在动植物体内积累银离子，最后通过食物链进入人体体内，与人体内的蛋白质、酶发生相互作用，严重威胁人类的身体健康。因此研究一种高灵敏、快速检测银离子浓度的方法对保护人类的生命健康起着重要的作用。

荧光分析技术具有灵敏度高、特异性强、响应速度快等优点，被广泛的用于重金属离子浓度的检测。自从one等人发现银离子与碱基对的相互作用以后，研究者开始利用核酸适体对重金属离子的特异性以及荧光分析技术的优点来检测银离子浓度。Hua Lv等人基于氧化石墨烯和银离子的核酸适体设计了一种双输出的荧光逻辑门来检测银离子，检出限为10nmol/L。Kimberly Kleinke等人利用Tb³⁺对DNA的敏感性，设计了一种无标记荧光适体传感器来实现银离子浓度的检测，检出限为57.6nmol/L。Ke Ma等人利用AIE活性荧光探针和含有多个胞嘧啶的DNA的来检测Ag⁺，该传感器的检出限为155 nmol L⁻¹。虽然荧光适体传感器能检测纳摩尔级别的银离子浓度，但是为了进一步提高传感器的灵敏度，人们对金属增强荧光效应（MEF）进行了深入研究。金属增强荧光是指具有特殊形貌、尺寸的金属结构能使位于其邻近的荧光分子的荧光信号得到增强的现象。其增强程度受金属纳米结构局域表面等离子体共振波长及荧光基团与纳米结构距离（d）的影响。Ning Sui等利用SiO₂作为隔离层来控制纳米银与Cy3之间的距离，实现银离子的灵敏性检测，检测范围为4~20nmol/L。Zhenpeng Zhou等利用含T碱基核酸适体作为隔离层，调节AgNPs与FAM的距离来实现金属增强荧光效应，此传感器能检测1nmol/L 的Hg²⁺。以上研究者分别用不同的方法控制隔离层的厚度来实现金属增强荧光效应，提高传感器的灵敏度。但是SiO₂是无机材料不具有选择性，在制备适配体过程中具有局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明利用碱基作为隔离层既具有DNA分子生物相容性高隔离层厚度容易控制的优点，又结合了核酸适体对金属离子的特异性，公开了一种核酸适体及调节核酸适体信号强度的方法和应用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种调节核酸适体信号强度的方法，通过调节核酸适体的荧光基团与纳米金之间的碱基A的数量实现对核酸适体信号强度的调节。

上述的方法在调节核酸适体上的荧光基团与纳米金之间的距离上的应用。

利用上述方法设计的核酸适体，所述核酸适体序列如SEQ ID No.1、SEQ ID No.3、SEQ ID No.4、SEQ ID No.5或SEQ ID No.6所示，其5'端修饰有-SH。

上述的核酸适体在制备检测银离子的荧光增强型适体传感器中的应用，步骤如下：

（1）将核酸适体加入到TCEP溶液中，配制核酸适体的TCEP溶液；

（2）向步骤（1）的核酸适体的TCEP溶液中加入纳米金溶液，振荡培养后加入NaCl溶液，继续培养，得混合溶液；