基于RNA适体的茶碱定量检测方法技术

本案公开了一种基于RNA适体的茶碱定量检测方法，包括：采用两条RNA探针特异性捕获茶碱并形成夹心结构，其中，一条RNA探针1还用于与电极结合，另一条RNA探针2结合电信号分子；通过测量经修饰后的电极的电化学响应值获得茶碱的含量；其中，两条RNA探针具有能够彼此互补配对的片段，以使得夹心片段能够首尾串联并最终形成线状长链。本案通过结合适体的特异性识别功能、DNA四面体的分子界面组装功能和银纳米颗粒的电化学溶出伏安性能，实现了茶碱的高灵敏度、高特异性、低干扰的电化学检测。

Quantitative detection of theophylline based on RNA suitable body

This case provides a quantitative detection method of theophylline, RNA aptamer based include: using two RNA probes specific capture of theophylline and the formation of sandwich structure, wherein, a RNA probe 1 is also used with electrodes with a RNA probe, the other 2 with molecular signals; by measuring the electrochemical electrode modified the content of the received response value of theophylline; among them, two RNA probe can complement each other to make the sandwich paired fragments, fragments could both series and eventually formed a linear long chain. By combining the specific recognition function of aptamers, the molecular interface assembly function of DNA tetrahedron and the electrochemical stripping voltammetry of silver nanoparticles, the electrochemical detection of theophylline with high sensitivity, high specificity and low interference was realized.

【技术实现步骤摘要】
基于RNA适体的茶碱定量检测方法
本专利技术涉及一种茶碱的检测方法，特别涉及一种基于RNA适体的茶碱电化学定量检测方法。
技术介绍
茶碱(theophylline)为1,3-二甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮，外观为白色结晶或结晶性粉末，无臭、味苦，其分子式为C7H8N4O2，分子量为180.16，沸点为390.1℃(760mmHg)，蒸汽压为2.72E-06mmHg(25℃)。在临床上广泛用于治疗哮喘、慢性阻塞性肺病和早产儿呼吸暂停等疾病。此外，茶碱还有促进儿茶酚胺释放和调节钙离子内流的作用。然而茶碱的药物动力学容易受到多种因素的影响，个体差异大。用药量大、血药浓度高时往往表现为非线性动力学，特别是早产儿发育过程的不可预见性和非线性，治疗浓度与中毒浓度往往重叠，导致临床上某些患儿的血药浓度过低或过高，造成治疗效果不佳或发生毒副作用，从临床表现难以判定是否浓度过低，因此急需发展对血药浓度进行监测的技术。传统的检测方法包括紫外-可见分光光度计法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法以及一些商用的免疫法试剂盒。然而以上方法存在一些限制，包括需要使用大型设备、昂贵的试剂等，因此仍需要开发新型的灵敏度高、成本低的检测方法。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本案提出了一种基于RNA适体的茶碱定量检测方法，以期用于实现对茶碱浓度的实时精准监测。为实现上述目的，本专利技术的技术方案概述如下：一种基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其包括：采用两条RNA探针特异性捕获茶碱并形成夹心结构，其中，一条RNA探针1还用于与电极结合，另一条RNA探针2结合电信号分子；通过测量经修饰后的电极的电化学响应值获得茶碱的含量；其中，两条RNA探针具有能够彼此互补配对的片段，以使得夹心片段能够首尾串联并最终形成线状长链。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，RNA探针1通过一分子组装界面与电极结合。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，该分子组装界面是具有四面体结构的DNA分子。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，该具有四面体结构的DNA分子由4条DNA探针组成，该4条DNA探针的序列分别为：DNA探针a：CCAGCCGAAAACATTCCTAAGTCTGAAACATTACAGCTTGCTACACGAGAAGAGCCGCCATAGTA；DNA探针b：HS-C6-TATCACCAGGCAGTTGACAGTGTAGCAAGCTGTAATAGATGCGAGGGTCCAATAC；DNA探针c：HS-C6-TCAACTGCCTGGTGATAAAACGACACTACGTGGGAATCTACTATGGCGGCTCTTC；DNA探针d：HS-C6-TTCAGACTTAGGAATGTGCTTCCCACGTAGTGTCGTTTGTATTGGACCCTCGCAT。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，所述RNA探针1的序列为CGGCUGGGGCGAUACCAGCCGAAA。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，所述RNA探针2的序列为CCAGCCGAAAGGCCCUUGGCAGCGUCGGG-NH2。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，所述电信号分子为银纳米颗粒。优选的是，所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其中，所述电极为金电极。本案的有益效果是：本案通过结合适体的特异性识别功能、DNA四面体的分子界面组装功能和银纳米颗粒的电化学溶出伏安性能，实现了茶碱的高灵敏度、高特异性、低干扰的电化学检测。附图说明图1为茶碱检测的原理示意图，其中图中A为线状长链的组装原理图；B为茶碱的电化学检测原理图。图2为金电极不同修饰阶段的交流阻抗图：(A)裸金电极；(B)DNA四面体修饰电极；(C)DNA四面体修饰电极与茶碱单独反应后；(D)DNA四面体修饰电极与RNA探针1和2单独作用后；(E)DNA四面体修饰电极与茶碱、RNA探针1和2混合物作用后。图3A为不同修饰阶段金电极孵育银纳米颗粒后的线性扫描伏安图：(a)裸金电极，(b)DNA四面体修饰电极，(c)DNA四面体修饰电极与茶碱单独作用后，(d)DNA四面体修饰电极与RNA探针1和2单独作用后，(e)DNA四面体修饰电极与茶碱、RNA探针1和2混合物作用后；图3B为对应在0.122V处的电流值。图4A为检测不同浓度的茶碱最终呈现的线性扫描伏安图；图4B为茶碱浓度相对应的线性扫描伏安峰电流值的标准曲线，内嵌图是线性范围；误差条表示三次独立测量的相对标准偏差。图5A为茶碱及四种类似物的结构；图5B为向四种不同浓度茶碱类似物中加入100μM茶碱后的峰电流值。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本案列出一实施例的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其原理如图1所示，该方法包括：采用两条RNA探针特异性捕获茶碱并形成夹心结构，其中，一条RNA探针1还用于与电极结合，另一条RNA探针2结合电信号分子；通过测量经修饰后的电极的电化学响应值获得茶碱的含量；其中，两条RNA探针具有能够彼此互补配对的片段，以使得夹心片段能够首尾串联并最终形成线状长链。RNA探针1通过一分子组装界面与电极结合。电极优选为金电极。该分子组装界面是具有四面体结构的DNA分子。该具有四面体结构的DNA分子由4条DNA探针组成，该4条DNA探针的序列分别为：DNA探针a：CCAGCCGAAAACATTCCTAAGTCTGAAACATTACAGCTTGCTACACGAGAAGAGCCGCCATAGTA；DNA探针b：HS-C6-TATCACCAGGCAGTTGACAGTGTAGCAAGCTGTAATAGATGCGAGGGTCCAATAC；DNA探针c：HS-C6-TCAACTGCCTGGTGATAAAACGACACTACGTGGGAATCTACTATGGCGGCTCTTC；DNA探针d：HS-C6-TTCAGACTTAGGAATGTGCTTCCCACGTAGTGTCGTTTGTATTGGACCCTCGCAT。DNA探针b-d中的巯基用于与金电极表面发生共价键合，巯基与探针序列之间修饰C6(6个碳基，一般可以是-(CH2)6-)起到连接作用，即便功能基团(巯基)靠近探针也不会影响其功能，提供必要的间隔以减少标记的巯基基团与探针的相互作用。上述4条DNA探针中，a中的“ACATTCCTAAGTCTGAA”与d中的“TTCAGACTTAGGAATGT”配对；a中的“ATTACAGCTTGCTACAC”与b中的“GTGTAGCAAGCTGTAAT”配对；a中的“GAAGAGCCGCCATAGTA”与c中的“TACTATGGCGGCTCTTC”配对；b中的“TATCACCAGGCAGTTGA”与c中的“TCAACTGCCTGGTGATA”配对；b中的“ATGCGAGGGTCCAATAC”与d中的“GTATTGGACCCTCGCAT”配对；c中的“ACGACACTACGTGGGAA”与d中的“TTCCCACGTAGTGTCGT”配对。DNA探针a-d经过配对，形成了具有四面体结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其特征在于，包括：采用两条RNA探针特异性捕获茶碱并形成夹心结构，其中，一条RNA探针1还用于与电极结合，另一条RNA探针2结合电信号分子；通过测量经修饰后的电极的电化学响应值获得茶碱的含量；其中，两条RNA探针具有能够彼此互补配对的片段，以使得夹心片段能够首尾串联并最终形成线状长链。

【技术特征摘要】
1.一种基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其特征在于，包括：采用两条RNA探针特异性捕获茶碱并形成夹心结构，其中，一条RNA探针1还用于与电极结合，另一条RNA探针2结合电信号分子；通过测量经修饰后的电极的电化学响应值获得茶碱的含量；其中，两条RNA探针具有能够彼此互补配对的片段，以使得夹心片段能够首尾串联并最终形成线状长链。2.如权利要求1所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其特征在于，RNA探针1通过一分子组装界面与电极结合。3.如权利要求2所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其特征在于，该分子组装界面是具有四面体结构的DNA分子。4.如权利要求3所述的基于RNA适体的茶碱定量检测方法，其特征在于，该具有四面体结构的DNA分子由4条DNA探针组成，该4条DNA探针的序列分别为：DNA探针a：CCAGCCGAAAACATTCCTAAGTCTGAAACATTACAGCTTGCTACACGAGAAGAGCCGCCATAGTA；DNA探针b：HS-C6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪鹏，陈锡峰，杨大威，郭振振，孟凡渝，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32