[发明专利]一种测定铅离子的磁共振成像传感器的构建方法

摘要

一种测定铅离子的磁共振成像传感器的构建方法，属于纳米生物技术检测领域。本发明包括：磁性纳米粒子分别与一对DNA探针偶联，DNA偶联的磁性纳米粒子在DNA酶的作用下进行组装，磁性纳米粒子组装体应用磁共振信号对Pb²⁺浓度进行检测。本发明提供了一种基于Pb²⁺依赖的DNA酶组装磁性纳米粒子检测Pb²⁺的方法，应用DNA修饰的磁性纳米粒子作为探针，DNA偶联的磁性纳米粒子在DNA酶的作用下组装成多聚体，根据不同Pb²⁺浓度下磁共振信号的差异对Pb²⁺进行检测。本方法检测限低、灵敏度高、特异性好，同时还能实现高通量的检测需求。

主权项

一种测定铅离子的磁共振成像传感器的构建方法，其特征在于包括：磁性纳米粒子分别与一对DNA探针偶联，DNA偶联后的磁性纳米粒子在DNA酶的作用下进行组装，磁性纳米粒子组装体应用磁共振信号进行检测；具体步骤为：（1）磁性纳米粒子分别与一对DNA探针偶联所用的分散性良好的磁性纳米粒子为羧基功能化的磁性纳米粒子，粒径为10.3±1.6 nm，首先磁性纳米粒子表面的羧基用碳二亚胺EDC和N‑羟基硫代琥珀酰亚胺NHS进行活化，即：0.15mg 磁性纳米粒子用100μL包含50mM NaCl 的0.01M的PBS进行溶解，然后将 0.0746mg EDC和0.12mg NHS加入到上述溶液中；活化15min后，取两份上述磁性纳米粒子，向其中分别加入一对DNA探针S1及S2之一种，使DNA探针的终浓度均为1μM，在室温振荡反应4h；DNA偶联的磁性纳米粒子用截留分子量为3000的超滤管超滤三次，以完全去除未反应的DNA分子，每次在10000r/min 的条件下离心5 min；最终将DNA偶联的磁性纳米粒子重悬到25mM pH7.2的Tris‑乙酸缓冲液中，从而得到偶联DNA的磁性纳米粒子探针磁性纳米粒子‑S1及磁性纳米粒子‑S2；S1：5'‑TCACAGATGAGT‑ NH₂‑3'；S2：5'‑ NH₂‑CACGAGTTGACA‑3'；所述的磁性纳米粒子是Fe₃O₄纳米粒子，表面含有羧基基团，所用的DNA探针S1的3’端用NH₂基团进行修饰，所用的DNA探针S2的5’端用NH₂基团进行修饰；（2）DNA偶联的磁性纳米粒子在DNA酶的作用下进行组装整个组装过程在100μL的反应体系中进行，主要包括：以上述偶联好的50μL磁性纳米粒子‑S1、50μL磁性纳米粒子‑S2、终浓度分别为1μM简称Sub的底物链和 2μM简称17E的酶链，反应缓冲液为含100 mM NaCl的25 mM pH 7.2的Tris‑乙酸溶液，将混合溶液加热到70℃，然后将其缓慢降至室温以促进磁性纳米粒子的组装；过夜反应后得到组装好的磁性纳米粒子组装体，再用截留分子量为3000的超滤管超滤3次以去除未杂交的DNA分子，将纯化好的磁性纳米粒子用于Pb²⁺的检测；Sub: 5'‑ACTCATCTGT GAACTCACTA T(rA)GGAAGAGAT GTGTCAACTC GTG‑3'；17E: 5'‑CATCTCTTCT CCGAGCCGGT CGAAATAGTG AGT‑3'；（3）磁性纳米粒子组装体应用磁共振信号对Pb²⁺浓度进行检测将一系列不同浓度的Pb²⁺加入到上述组装好的磁性纳米粒子中，Pb²⁺依赖的DNA酶在Pb²⁺的作用下诱导底物链发生断裂，从而使得磁性纳米粒子聚集体发生不同程度的解聚，再用磁共振信号测定不同样品的横向弛豫时间T2，随着Pb²⁺浓度的增加，磁性纳米粒子的解聚程度越大，从而使得横向弛豫时间T2越小；得到横向弛豫时间T2与Pb²⁺浓度之间的关系，绘制标准曲线；从而应用磁共振信号对Pb²⁺的浓度进行定量测定。