正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子在核酸酶活性检测中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子（(+)Ag@Au CSNPs）的核酸酶活性检测新方法。利用正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子作为荧光淬灭和信号放大平台，荧光染料标记的DNA探针可通过静电作用吸附在(+)Ag@Au CSNPs表面，荧光淬灭。核酸酶加入导致DNA探针水解，荧光恢复，利用荧光信号强度与核酸酶浓度之间的线性关系实现定量检测。本发明专利技术制备的(+)Ag@Au CSNPs在含盐、蛋白质或金属离子的复杂体系中具有很高的稳定性，在均相体系可以实现“混合＋检测”的一步检测法，该方法具有良好的选择性，在生物分析和医疗诊断等领域具有潜在的应用价值。应用价值。应用价值。

【技术实现步骤摘要】
正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子在核酸酶活性检测中的应用


[0001]本专利技术涉及荧光探针领域，具体涉及一种正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子在核酸酶活性检测中的应用。

技术介绍

[0002]S1核酸酶是一种单链特异性核酸内切酶，能水解单链DNA或单链RNA中的磷酸二酯键，在DNA复制、重组、修复和分子克隆等生物过程中发挥着重要作用，其检测对医疗诊断、药物研发和生物传感领域具有重要作用。因此，迫切需要建立一种简单、快速、有效的核酸酶活性检测方法。现有的核酸酶活性检测方法主要有电化学、比色法、荧光法等。其中，荧光法由于快速、灵敏、选择性好、成本低和操作简便等内在优点受到了研究者广泛的关注，成为最有潜力的方法之一。
[0003]金纳米粒子（AuNPs）和银纳米粒子（AgNPs）作为常用的金属纳米粒子，由于稳定性好、独特的光电和催化性能，常用作荧光淬灭基团构建荧光传感器。其中，银纳米粒子消光系数高于同尺寸的金纳米粒子，可以与荧光染料发生更有效的能量转移，而金纳米粒子比银纳米粒子稳定性和生物相容性好，易于修饰DNA、RNA和蛋白质等生物分子。因此，研究人员提出了Ag@Au核壳复合金属纳米粒子，该类复合纳米粒子兼具银纳米粒子高的荧光淬灭能力和金纳米粒子好的生物相容性的优点，比单一的金属纳米粒子具有更强的光电催化性能和更大的比表面积，作为固定基质既能提高生物分子的固载量，又可以有效提高方法的灵敏度。然而，据我们所知，利用多功能复合金属纳米材料作为有效的荧光猝灭平台检测S1核酸酶活性的研究尚未见报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子（(+)Ag@Au CSNPs）在检测核酸酶活性中的应用，(+)Ag@Au CSNPs在含有盐、蛋白质或金属离子的复杂体系中具有很高的稳定性，在均相体系可以实现“混合＋检测”的一步检测模式。
[0005]实现本专利技术的技术方案是：正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子在核酸酶活性检测中的应用，其中正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子简称为(+)Ag@Au CSNPs（带正电）。
[0006]利用(+)Ag@Au CSNPs的荧光淬灭和信号放大特性检测S1核酸酶活性。
[0007]将荧光染料（FAM）标记的DNA作为探针，通过静电作用吸附在Ag@Au核壳结构纳米粒子表面，(+)Ag@Au CSNPs能淬灭标记在单链DNA上荧光染料的荧光。
[0008]加入S1核酸酶后，DNA探针被水解成DNA片段并从正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子表面脱附，荧光恢复。
[0009]荧光信号强度与核酸酶浓度在2.5
×
10-4-3.0
×
10-2 U/mL范围内呈良好的线性关系，检出限为6.0
×
10-5 U/mL。
[0010](+)Ag@Au核壳结构纳米粒子的制备如下：
（1）将新制备的5.0 mL、100 mM的NaBH4加入到30 mL、5.0 mM AgNO3溶液中，剧烈搅拌直至溶液颜色变为黄绿色，制得Ag纳米粒子溶液；（2）将3.0 mL、1.0 mM的HAuCl4、3.0 mL、1.0 mM的NH2OH
•
HCl和2.0 mL的CTAB逐滴加入到15 mL步骤（1）制备的Ag纳米粒子溶液，在室温下搅拌45 min制得正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子。
[0011]一步法定量检测S1核酸酶：将不同浓度的S1核酸酶分别加入到10 μL、12 μM的DNA探针、190 μL PBS缓冲溶液(10 mM、pH 7.0)和200 μL (+)Ag@Au CSNPs混合液中，室温条件下孵育40 min。随后，用荧光分光光度计在500 ~ 700 nm范围内测定上述溶液的荧光强度，激发和发射波长分别为480和520 nm，狭缝宽度为10 nm。
[0012]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制备的(+)Ag@Au CSNPs由于修饰了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）表面活性剂，稳定性优于负电性的Ag@Au CSNPs，在含盐、蛋白质或金属离子的复杂体系中具有很高的稳定性，在均相体系中可以实现“混合＋检测”的模式；（2）(+)Ag@Au CSNPs核壳结构复合纳米粒子的生物相容性和荧光淬灭能力优于单一的金属纳米粒子，从而可以增强方法的灵敏度；（3）(+)Ag@Au CSNPs与带负电的DNA通过静电作用结合，方法更加简便；（4）该方法具有良好的选择性，在生物分析和医疗诊断等领域具有潜在的应用价值。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1A和图1B分别为(+)AuNPs和(+)Ag@Au CSNPs的透射电镜图；图2为(+)AuNPs（a）和(+)Ag@Au CSNPs（b）的zeta电位分析；图3为AgNPs（a）、(+)AuNPs（b）和(+)Ag@Au CSNPs（c）的紫外-可见吸收光谱图，其中插图：(+)Ag@Au CSNPs图片；图4为(+)Ag@Au CSNPs在不同条件下的稳定性研究；（a）(+)Ag@Au CSNPs，（b）a＋10 mM NaCl，（c）a+10 mM牛血清白蛋白，（d）a+10 mM金属离子（Mg
2+
：Ca
2+
=1:1）；图5为不同浓度(+)AuNPs（A）和(+)Ag@Au CSNPs（B）对300 nM DNA探针的荧光淬灭效果，其中(+)AuNPs和(+)Ag@Au CSNPs的添加量为（a：0.0 nM、b：3.0 nM、c：5.0 nM、d：10 nM）；（C）不同条件下体系的荧光光谱图，（a）300 nM DNA探针；（b）a+ (+)Ag@Au CSNPs；（c）b+ 2.0
×
10-2 U/mL S1核酸酶；图6是（A）(+)Ag@Au CSNPs与DNA探针反应时间以及（B）DNA探针浓度（a：DNA探针、b：a+(+)Ag@Au CSNPs）对荧光强度的影响；图7是一步法测定核酸酶活性的（A）荧光光谱图和（B）工作曲线；图8是核酸酶活性检测选择性考察；（A）加入不同底物后传感体系的荧光强度（a：S1核酸酶，b：DNase I，c：Exo III，d：λexo，e：胃蛋白酶、f：BSA，g：空白）；（B）S1核酸酶活性检测
中干扰物的影响（a：S1核酸酶，b：a+DNase I，c：a+Exo III，d：a+λexo，e：a+胃蛋白酶、f：a+BSA）；实验条件为2.0
×
10-2 U/mL S1核酸酶、2.0 U DNase I、2.0 U Exo III、2.0 U λexo、2.0 mg/mL胃蛋白酶和2.0 mg/mL BSA。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子在核酸酶活性检测中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：利用正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子的增强荧光淬灭特性检测核酸酶活性。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将荧光染料标记的DNA探针通过静电作用吸附在正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子表面，正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子能淬灭标记在单链DNA上荧光染料的荧光。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：加入S1核酸酶后，DNA探针被水解成DNA片段并从正电性Ag@Au核壳结构纳米粒子上脱附，荧光恢复。5.根据权利要求1-4任一项所述的应用，其特征在于：荧光信号强度与核酸酶浓度在2.5
×
10-4-3.0
×
10-2 U/mL范围内呈良好的线性关系，检出限为6.0
×
10-5 U/mL。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，赵铭钦，胡建东，董娜琳，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：