【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物检测领域，涉及一种低丰度mirna的量子精密检测方法。
技术介绍
1、mirna作为一种典型的肿瘤疾病相关标志物，其在人体血浆或体液等环境中含量的高低与疾病发展进程有着显著对应关系。对于诊治危害人类健康的肿瘤疾病，医疗手段的越早实施往往意味着相对更高的治愈率。然而在疾病早期，相应的肿瘤标志物mirna在人体内通常以超低浓度形式存在，这为医疗手段的确定实施带来了相当的困难。传统的荧光检测手段，如使用金颗粒、染料分子和量子点等存在信号弱、稳定性低和低丰度检测波动大等缺点，而带有nv色心的纳米金刚石则可以依靠其自身的高光子产率特性和电子自旋可操控特性有效优化目前荧光检测的不足。通过对系综nv集群的电荷态及量子态两种属性进行调控，可以完成对低丰度mirna浓度的精准量化，进而有望实现肿瘤疾病早期阶段的更细致划分。
2、中国专利“申请号：cn201380064943.4”报道了一种纳米金刚石颗粒及其制造方法以及荧光分子探针和蛋白质的结构分析方法，通过使用包含nv色心的纳米金刚石颗粒作为荧光分子探针，利用该荧光分子探针标记靶蛋白质，并且测量odmr谱，从而实现对生物体内的蛋白质的精细且实时的结构分析。中国专利“申请号：202010724310.3”报道了一种测量生物组织或细胞温度的方法及装置，通过将含有自旋缺陷的微纳米级尺寸的金刚石颗粒通过生物化学方法导入到生物组织中，利用微波共振探测金刚石缺陷自旋基态的能级变化实现对目标生物组织或细胞进行微纳米级的实时动态温度跟踪探测。但以上分析方法的实际操作复杂，且对于标志
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种低丰度mirna的量子精密检测方法。该方法利用nv色心的优异荧光特性和可调控特性，减弱了荧光检测过程中环境因素带来的干扰，显著提升了检测精确度。
2、技术方案：本专利技术的一种低丰度mirna的量子精密检测方法通过以下方式实现：所述检测方法采用检测平台，在外接交变电场驱动作用和外接射频微波源作用下，对磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测；所述检测平台包括银基底、磁收集物、电极和微波天线。
3、其中，所述银基底用于承载磁收集物，利用表面等离子体共振和镜面反射增强所述磁收集物的荧光信号；所述磁收集物包含探针化磁颗粒、mirna和探针化荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物；所述电极用于在所述银基底上提供变化电场，实现对收集物中荧光纳米金刚石nv色心电荷态布居程度的改变；所述微波天线用于在所述银基底上辐射射频微波，实现对收集物中荧光纳米金刚石nv色心电子自旋态的改变。
4、其中，所述银基底可由金基底等效替代。
5、其中，制备包含磁颗粒、mirna和荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物的方法，包括如下步骤：
6、s1.制备探针化磁颗粒；
7、s2.制备探针化荧光纳米金刚石；
8、s3.取探针化磁颗粒溶液与探针化荧光纳米金刚石溶液于去离子水中，加入待测mirna后在摇床上晃动孵育，利用磁铁吸附洗涤三次，得到包含探针化磁颗粒、mirna和探针化荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物。
9、其中，具体为：
10、s1.制备探针化磁颗粒：取50-100μl链霉亲和素包裹磁珠稀释于去离子水中，加入3’端修饰有生物素的dna探针后孵育4-6小时，离心洗涤后重悬于100-400μl去离子水中，得到探针化磁颗粒溶液；
11、s2.制备探针化荧光纳米金刚石：取50-100μl的100nm表面羧化后的荧光纳米金刚石，加入1-3mg 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和1-3mg n-羟基琥珀酰亚胺，混匀静置1-3小时后加入3’端修饰有氨基的dna探针，室温孵育4-6小时后离心洗涤三次，重悬于200-500μl去离子水中得到探针化荧光纳米金刚石溶液；
12、s3.取2-15μl探针化磁颗粒溶液与1-3μl探针化荧光纳米金刚石溶液于1-2ml去离子水中，加入待测mirna后在摇床上晃动孵育3-5小时，利用磁铁吸附洗涤三次，得到包含探针化磁颗粒、mirna和探针化荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物。
13、本专利技术还公开了利用所述电极对所述磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测的方法，包括：
14、所述电极在外接交变电场驱动作用下改变所述银基底表面电场状态，进而改变所述磁收集物中荧光纳米金刚位氮空位色心电荷负态与电荷零态的占比，收集电场作用下所述磁收集物中荧光强度的变化。
15、本专利技术还公开了利用所述微波天线对所述磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测，包括：
16、所述天线在外接射频微波源作用下辐射2-3ghz(优选为2.87ghz)脉冲微波改变所述磁收集物中荧光纳米金刚石氮空位色心的量子自旋态布居程度，收集微波作用下所述磁收集物中荧光强度的变化。
17、进一步的，结合所述电极和微波天线作用，实现对所述磁收集物的荧光调控，分析数据量化检测mirna浓度。
18、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：(1)本专利技术在对mirna的检测过程中，利用金属基底的表面等离子体共振spr效应提升荧光纳米金刚石的发光效率；同时金属基底的镜面反射作用能够增强荧光纳米金刚石的激发和发射。在mirna不扩增的前提下，基于收集物中的荧光强度实现对其浓度的检测，检测极限可至fm量级；(2)本专利技术利用电极调控荧光纳米金刚石中nv色心电荷负态和零态占比，利用微波射频调控荧光纳米金刚石中nv色心量子自旋态布居程度。通过收集分析上述两种调控手段作用前后的收集物荧光变化程度，实现对低丰度mirna宽浓度区间范围内的线性检测。
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1.一种低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，所述检测方法采用检测平台，在外接交变电场驱动作用和外接射频微波源作用下，对磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测；所述检测平台包括银基底(1)、磁收集物(2)、电极(3)和微波天线(4)；
2.根据权利要求1所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，所述银基底(1)使用金基底等效替代。
3.根据权利要求1所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，制备包含磁颗粒、miRNA和荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，S1具体为，制备探针化磁颗粒：取50-100μL链霉亲和素包裹磁珠稀释于去离子水中，加入3’端修饰有生物素的DNA探针后孵育4-6小时，离心洗涤后重悬于100-400μL去离子水中，得到探针化磁颗粒溶液。
5.根据权利要求3所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，S2具体为，制备探针化荧光纳米金刚石：取50-100μL的100nm表面羧化后的荧光
6.根据权利要求3所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，S3具体为，取2-15μL探针化磁颗粒溶液与1-3μL探针化荧光纳米金刚石溶液于1-2mL去离子水中，加入待测miRNA后在摇床上晃动孵育3-5小时，利用磁铁吸附洗涤三次，得到包含探针化磁颗粒、miRNA和探针化荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物。
7.根据权利要求1所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，利用所述电极在外接交变电场驱动作用下，对所述磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测，包括：所述电极改变所述银基底表面电场状态，进而改变所述磁收集物中荧光纳米金刚位氮空位色心电荷负态与电荷零态的占比，收集电场作用下所述磁收集物中荧光强度的变化。
8.根据权利要求1所述的低丰度miRNA的量子精密检测方法，其特征在于，利用所述微波天线在外接射频微波源作用下，对所述磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测，包括：所述天线辐射2-3GHz脉冲微波改变所述磁收集物中荧光纳米金刚石氮空位色心的量子自旋态布居程度，收集微波作用下所述磁收集物中荧光的变化。
...【技术特征摘要】
1.一种低丰度mirna的量子精密检测方法，其特征在于，所述检测方法采用检测平台，在外接交变电场驱动作用和外接射频微波源作用下，对磁收集物中的荧光纳米金刚石进行精准量化检测；所述检测平台包括银基底(1)、磁收集物(2)、电极(3)和微波天线(4)；
2.根据权利要求1所述的低丰度mirna的量子精密检测方法，其特征在于，所述银基底(1)使用金基底等效替代。
3.根据权利要求1所述的低丰度mirna的量子精密检测方法，其特征在于，制备包含磁颗粒、mirna和荧光纳米金刚石三者偶联结构的收集物，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的低丰度mirna的量子精密检测方法，其特征在于，s1具体为，制备探针化磁颗粒：取50-100μl链霉亲和素包裹磁珠稀释于去离子水中，加入3’端修饰有生物素的dna探针后孵育4-6小时，离心洗涤后重悬于100-400μl去离子水中，得到探针化磁颗粒溶液。
5.根据权利要求3所述的低丰度mirna的量子精密检测方法，其特征在于，s2具体为，制备探针化荧光纳米金刚石：取50-100μl的100nm表面羧化后的荧光纳米金刚石，加入1-3mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和1-3mg n-羟基琥珀酰亚胺，混匀静置1-3小时后...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，邢佑强，田梦懿，黄鹏，吴泽，李冰珏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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