一种用于检测PIK3CAE542K和TP53的免泵SERS微流控芯片制造技术

本发明专利技术属于检测技术领域，具体涉及一种用于检测PIK3CAE542K和TP53的免泵表面增强拉曼散射(Surface

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵SERS微流控芯片


[0001]本专利技术属于检测
，具体涉及一种用于检测PIK3CAE542K和TP53的免泵表面增强拉曼散射(Surface
‑
enhanced Raman scattering，SERS)微流控芯片。

技术介绍

[0002]胃癌(GC)是一种具有表型多样性的异质性肿瘤，已成为全球第五大常见恶性肿瘤和癌症相关死亡的第二大原因。早期诊断失败和复杂的组织组成导致GC患者死亡率高，全球5年总生存率低于30％。因此，迫切需要开发生物标志物来辅助早期检测和预后。循环肿瘤DNA(ctDNA)可以在液体活检后进行测定，由于它可以反映肿瘤负荷，因此越来越被认为是有效评估GC发生和进展的非侵入性生物标志物。TP53在大约50％的GC病例中发生突变，在调节细胞增殖和维持基因组完整性和稳定性方面起着重要作用。此外，PIK3CA E542K突变(外显子9中的G70271A)在GC中也很常见。因此，PIK3CA E542K和TP53的灵敏检测可用于GC的早期诊断。
[0003]目前检测ctDNA的技术主要包括数字聚合酶链反应(dPCR)和下一代测序(NGS)。尽管使用这些方法检测ctDNA取得了实质性进展，但由于复杂的样品制备和生物环境因素的干扰，它们的未来使用受到阻碍。
[0004]因此，在临床实践中开发一种准确，灵敏和简单的ctDNA监测方法的需求很大。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术目的在于提供一种用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵SERS微流控芯片，该微流控芯片是基于催化发夹自组装(CHA)和杂交链反应(HCR)形成双重信号放大的免泵微流控芯片，具有优异的检测特异性和灵敏度。
[0006]为了达到上述，本专利技术可以采用以下技术方案：
[0007]本专利技术一方面提供一种用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵SERS微流控芯片，其制备方法包括：(1)将氧化亚铜(Cu2O)八面体的表面分别标记拉曼信号分子4
‑
ATP和DTNB，接着分别修饰发夹DNA序列3和发夹DNA序列4形成四种SERS探针；(2)在金纳米碗(Au nanobowls，AuNBs)阵列表面修饰发夹DNA序列3作为捕获基底；(3)组装免泵SERS微流控芯片；其中，发夹DNA序列3包括hp3
‑
1和hp3
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2，其序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示；发夹DNA序列4包括hp4
‑
1和hp4
‑
2，其序列分别如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示；4
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ATP为4
‑
氨基苯硫酚，DTNB为5,5
’‑
二硫代双(2
‑
硝基苯甲酸)。
[0008]本专利技术有益效果包括：
[0009](1)本专利技术提供的免泵SERS微流控芯片具有操作简单，价格低廉，反应时间短，便于携带且检测过程不需要大型仪器的辅助等优势；而且重复性良好，能够实现规模化的制备。
[0010](2)本专利技术采取催化发夹自组装(CHA)和杂交链反应(HCR)作为信号级联放大策略(CHA
‑
HCR)；CHA基于通过两个核酸发夹的置换和杂交的靶循环导向扩增，并且可以产生许
多短的双链DNA(dsDNA)分子，而HCR通过将发夹交叉打开成dsDNA共聚物来实现SERS信号的双重放大，且具有很强的特异性。结合AuNBs阵列的SERS效应，可以应用于多种目标的高灵敏检测。
附图说明
[0011]图1为基于免泵SERS微流控芯片检测胃癌标志物PIK3CA E542K和TP53的示意图；
[0012]图2为实施例1中所制备的Cu2O八面体表征图片；其中，图2A为Cu2O八面体的低倍SEM照片；图2B为Cu2O八面体的高倍SEM照片；图2C为实施例1中所制备的Cu2O八面体的TEM照片；图2D为Cu2O八面体的高分辨TEM照片；图2E为Cu2O八面体的SAED衍射照片；图2F为为Cu2O八面体的各种元素的EDX成像图；图2G为Cu2O八面体的UV
‑
vis
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NIR光谱；图2H为4
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MBA标记的Cu2O八面体的拉曼光谱图；
[0013]图3为实施例2中制备的SiO2胶体晶膜薄膜和AuNBs阵列的合成方法；其中，图3A为SiO2胶体晶膜薄膜；图3B为AuNBs阵列的合成方法；
[0014]图4为实施例2所制备的SiO2胶体晶膜以及AuNBs阵列的表征；其中，图4A为SiO2胶体晶膜的SEM照片；图4B为SiO2/GNP阵列的SEM照片；图4C为GNS阵列的SEM照片；图4D为AuNBs阵列的SEM照片；图4E为4
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MBA标记的AuNBs阵列的SERS成像图；图4F为4
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MBA标记的AuNBs阵列上随机选取20个点的SERS光谱；图4G为SERS光谱图上1593cm
‑1处强度的相应散射图；图4H为拉曼信号分子4
‑
MBA 和4
‑
MBA标记的AuNBs阵列的拉曼光谱图；图4I为不同批次制备的4
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MBA标记的AuNBs阵列的SERS光谱；图4J为不同批次制备的4
‑
MBA标记的AuNBs阵列的SERS光谱对应的直方图；图4K为同一批制备的4
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MBA标记的AuNBs阵列在不同时间的SERS光谱；图4L为同一批制备的4
‑
MBA标记的AuNBs阵列在不同时间的SERS光谱对应的线图；
[0015]图5为实施例2中所制备的AuNBs阵列的电磁场分布图；
[0016]图6为实施例3中PIK3CA E542K的CHA
‑
HCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳照片；
[0017]图7为实施例4中所制备的微流控芯片的几何形状；
[0018]图8为实施例4中实验参数优化情况；其中，图8A为CHA反应时间的实验参数优化；图8B为HCR反应时间的实验参数优化；图8C为PIK3CA E542K的SERS探针体积优化；图8D为TP53的SERS探针体积优化；
[0019]图9为实施例4所制备的微流控芯片情况；其中，图9A为微流控芯片中墨水随时间自行流动的数字图像；图9B为应用于靶标检测的微流控芯片的数字图像；图9C为微流控芯片上两个选定区域；图9D为微流控芯片上两个选定区域相应的SERS光谱图；
[0020]图10为实施例4中所制备的微流控芯片在室温下储存不同天(0、1、3、5和10d)之后，PEG涂覆的SERS微流控芯片的水接触角测量的散点图；
[0021]图11为实施例5所制备的微流控芯片对PIK3CA E542K和TP53定性分析的拉曼光谱图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵表面增强拉曼散射(Surface
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enhanced Ramanscattering，SERS)微流控芯片，其特征在于，其制备方法包括：(1)将氧化亚铜(Cu2O)八面体的表面分别标记拉曼信号分子4
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ATP和DTNB，接着分别修饰发夹DNA序列3和发夹DNA序列4形成四种SERS探针；(2)在金纳米碗(Au nanobowls，AuNBs)阵列表面修饰发夹DNA序列3作为捕获基底；(3)组装免泵SERS微流控芯片；其中，发夹DNA序列3包括hp3
‑
1和hp3
‑
2，其序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示；发夹DNA序列4包括hp4
‑
1和hp4
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2，其序列分别如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示；4
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ATP为4
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氨基苯硫酚，DTNB为5,5
’‑
二硫代双(2
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硝基苯甲酸)。2.根据权利要求1所述的用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵SERS微流控芯片，其特征在于，Cu2O八面体的制备方法包括：将CuCl2·
2H2O与PVP在水中混合，然后加入NaOH，在50℃
‑
60℃下保持搅拌至均匀，形成溶液A；向溶液A中滴加AA制得Cu2O八面体。3.根据权利要求1或2所述的用于检测PIK3CA E542K和TP53的免泵SERS微流控芯片，其特征在于，将Cu2O八面体的表面分别标记拉曼信号分子4
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ATP和DTNB的方法包括：将4
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ATP和DTNB分别与Cu2O八面体溶液充分混合，并在室温下搅拌混...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦伟，曹小卫，黄永，伏广顺，朱群山，王震光，沈康，
申请(专利权)人：扬州市江都人民医院，
类型：发明
国别省市：