[发明专利]一种检测miRNA-182的生物传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种检测miRNA‑182的生物传感器及其制备方法和应用，属于生物传感器领域。所述生物传感器的制备方法包括：制备氨基化Fe₃O₄磁性纳米球；用单体2,4,6‑三羟基苯‑1,3,5‑三甲醛与氨基化磁性纳米球反应，制备COF层包裹的核壳型MCOF纳米球；将发夹DNA探针1和探针2与miRNA‑182室温下孵育后，再与核壳型MCOF纳米球淬灭反应，构建荧光信号放大的miRNA‑182的生物传感器。该生物传感器可定量测定脑肿瘤患者血清中的miRNA‑182，具有检测限低、线性范围宽和稳定性高的特点，将其结合毛细管系统可实现miRNA检测可视化，有助于脑肿瘤的非侵入性简单快速诊断和预后监测。

技术领域

本发明涉及生物传感器领域，特别是涉及一种检测miRNA-182的生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

脑肿瘤预后较差，又由于位置特殊而难以被及时发现，这导致大多数脑肿瘤患者在确诊后错过了最佳治疗期。因此，及时、早期发现和准确诊断脑肿瘤对于有效的临床治疗至关重要。目前，脑肿瘤的临床诊断通常采用磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等成像方法。然而，这些方法无法区分良性病变与恶性病变，尤其是早期的小尺寸病变。虽然组织活检可以提高准确性，但因其具有侵袭性而不利于位于中枢神经系统的脑肿瘤的诊断。基于生物体液中肿瘤标志物(包括miRNA、ctDNA、蛋白质、外泌体和CTC)的液体活检因其简单、快速和非侵入性而在癌症诊断中具有极大的应用前景。其中，miRNA作为靶向特定信使RNA以下调某些基因表达的非编码小RNA，在肿瘤发生发展过程中表现出高度特异性。miRNA-182在脑肿瘤细胞的增殖和侵袭中起重要调节作用，有研究报道miRNA-182可高特异性指示脑肿瘤的发生和发展，因此可作为脑肿瘤简单快速诊断和预后监测的生物标志物。然而，miRNA-182在人血液中含量极低且同源miRNA分辨力不高，需解决以上问题方能实现miRNA的灵敏检测。

作为一种简单有效的等温信号放大技术，杂交链反应在生物传感、生物成像和生物医学应用颇多，并在低丰度miRNA检测方面表现出优势。然而杂交链反应需要合适的信号放大传感平台。传统的荧光猝灭剂如石墨烯、二硫化钼、黑磷(BP)纳米片可以通过与核酸的π-π作用实现荧光传感检测，但协同该传感的平台很少利用荧光信号放大来增强miRNA检测的灵敏度。二维共价有机框架纳米片可以结合杂交链反应，通过晶体共价有机框架(COF)和特殊DNA链之间的灵敏的相互作用实现基于荧光信号放大的DNA传感。然而大多数COF纳米片聚集严重、结晶度低且易降解(不稳定性)，这极大地降低了纳米片的生物传感性能。而且COF有机纳米材料掺入复杂的检测系统(血液)后，难以在检测过程中实现分离。这些都会降低基于COF的荧光生物传感器的灵敏度和稳定性。因此迫切需要制备具有高结晶度的磁性COF纳米球，以实现它们与核酸分子的相互作用，同时也实现简便的磁分离，用于灵敏的miRNA检测和快速的脑肿瘤诊断和预后监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测miRNA-182的生物传感器及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，该miRNA生物传感器可定量测定脑肿瘤患者血清中的miRNA-182，具有检测限低、线性范围宽和稳定性高的特点，结合该生物传感器和毛细管系统可实现miRNA检测可视化，有助于脑肿瘤的非侵入性简单快速诊断和预后监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种检测miRNA-182的生物传感器的制备方法，，包括以下步骤：

步骤1：通过在Fe₃O₄纳米球添加原硅酸四乙酯TEOS和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷APTES，制备氨基化磁性纳米球；

步骤2：用单体2,4,6-三羟基苯-1,3,5-三甲醛与所述氨基化磁性纳米球反应，制备2,4,6-三羟基苯-1,3,5-三甲醛功能化的磁性纳米球；