[发明专利]一种实时监测G-四联体形成的单颗粒SPR钾离子探针的方法

摘要

本发明提供了一种实时监测G‑四联体形成的单颗粒SPR探针的制备和应用。基于贵金属(金、银等)纳米颗粒的良好的生物相容性、大比表面积和SPR高灵敏性，采用可与钾离子特异结合的端粒Aptamer对贵金属纳米颗粒进行表面修饰，简单、方便的构建了可高灵敏检测钾离子并实时监测G‑四联体形成过程的单颗粒生物探针。特异性结合的整个过程可以通过暗场显微镜(DFM)和散射光谱仪联用下的单个贵金属纳米颗粒的SPR光谱峰移动量来表征。此探针具有实时检测的功能，且检测速度快，灵敏度高，检测范围宽等优点。此外，可通过数据拟合分析得到形成G‑四联体的解离常数K_d和吉布斯自由能ΔG，以及在形成过程中的两种结合位点形态。

主权项

1.一种检测钾离子的方法，包括：1)合成颗粒：(1)种子合成；(2)30nm金球的合成；(3)合成Au@Ag核壳纳米立方体，其特征在于，还包括2)制备纳米探针，具体为：将ITO玻璃浸泡在大小约50nmAu@Ag核壳纳米颗粒溶液中，通过物理吸附作用将Au@Ag核壳纳米立方体固定在ITO基底上；然后将200μL的Aptamer 5’‑TTT TTT TTT TGG GTTAGG GTTAGG GTTAGG GTTTTT TTTTT‑3’‑(CH₂)₆–SH滴在ITO玻璃上，放在37℃的摇床中；分别固定不同时间，用超纯水冲洗掉表面多余的Aptamer；在不同浓度的钾离子溶液中检测探针，测得不同移动量的SPR光谱峰值，结果得到Aptamer的最佳修饰浓度0.5‑10nM，最佳修饰时间1‑4h；对钾离子的检测，具体如下：1)在制备的探针上分别滴加180μL不同浓度的钾离子溶液，通过采集SPR散射光谱数据，得到探针在不同浓度的钾离子作用下的SPR光谱的峰值与时间之间的关系曲线，以及SPR光谱的峰移动量与钾离子浓度之间的关系图，钾离子溶液的浓度为10^‑9‑10^‑2M是S型曲线；其中在10^‑7‑10^‑4M范围内具有良好的线性关系，最低检测限达到1nM；2)数据分析：用公式(1)：拟合该探针在不同浓度的钾离子的影响下的SPR光谱的峰值与时间之间的关系曲线，得到25℃时G‑四联体解离常数K_d；钾离子的浓度0.1μM–0.1mM，分别对应的n值分别是0.89，1.27，1.37，1.49，1.87，2.01，G‑四联体形成过程中分为两种结合位点形态；用公式(2):(3)：(4)：ΔG＝‑RTlnK_ep，分析SPR光谱的峰移动量与钾离子浓度之间的关系，得到不同浓度的钾离子与ΔG的线性关系图，以及用公式(5)得到在形成稳定G‑四联体结构的吉布斯自由能ΔG。