专利名称：以量子点为荧光示踪剂定量检测dna的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种DNA检测技术领域的方法，具体是一种以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法。
背景技术：
传统定量检测DNA的方法有分光光度法，检测260纳米处的吸光值，DNA含量＝OD260×50μg/ml，此方法操作比较复杂；另一种常用方法是利用溴化乙锭结合DNA分子，在紫外光激发下产生红色荧光，荧光强度与DNA量成正比，利用标准曲线，可进行DNA定量分析，由于溴乙锭是致癌物质，不宜推广。现在采用TaqMan探针进行荧光定量PCR检测，但是成本高，背景信号强，对广泛的定量检测应用有一定的影响。目前人们改用SYBR Green I和SYBR Gold为染料的荧光定量检测DNA。因为这两种荧光染料只与DNA双链结合，在与DNA双链结合后发出荧光，荧光强度与DNA双链产物量呈正比，可根据标准曲线，进行DNA定量分析，这两种染料是目前实时荧光定量PCR方法的主要指示剂。由于有机染料不稳定，高温降解，见光易分解，发射光的光谱宽，光稳定性差，检测本底高。为此必须寻找性能好的荧光探针，实现DNA的检测。
量子点是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类半导体纳米粒子，由于存在显著的量子尺寸效应和表面效应，从而使它具有常规块体材料不具备的光吸收特性，人们研究发现量子点的激发光谱在吸收阀值以上几乎是连续的，谱峰较宽，只需一个比其发射光波长短的任何单一波长的光源激发，廉价的光源设备就可达到要求，发射的荧光具有亮度高、峰窄、对称、光稳定，是一类理想的荧光探针。染料需特定波长的光激发，对激发光源的设备要求高，且光稳定性差。因此，量子点的荧光性能大大优越于有机染料。
经对现有技术的文献检索发现，目前，量子点已被用作荧光染料，已用于细胞显色；用于Western blot杂交分析的结果显色(Makrides SC等在Biotechniques杂志上2005年39卷第四期501-506页发表了Bioconjugation ofquantum dot luminescent probes for Western blot analysis文章，该文中提出了用量子点标记的抗体进行蛋白杂交显色，并进行定量分析。我们认为，量子点也可以用于DNA的定量检测方面，到目前为止，未见相关文献报道，我们的有关研究文章已经递交。本发明已经解决了量子点用于DNA定量检测的技术方法问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，利用量子点优越的荧光性能，提供一种以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法。使其具有简便、快速、灵敏的特点。
本发明是通过以下技术方案实现的本发明利用量子点优越的荧光性能，且DNA能使量子点的荧光信号淬灭，信号淬灭的程度与DNA的量成正相关性，建立了标准检测曲线，利用测量溶液中量子点的荧光强度与标准曲线，即得到溶液中的DNA浓度。具体实现过程为将DNA标准品配制成系列浓度的溶液，在每个溶液中加入相同量的量子点，混合后室温放置10分钟，采用荧光分光光度计，检测荧光信号，以荧光强度为纵坐标，DNA浓度的对数为横坐标，制作DNA的标准曲线，根据标准曲线求得未知样品中DNA的含量。
在本发明的研究中，发现DNA能使量子点的荧光信号淬灭，且信号淬灭的程度与DNA的量成正相关。经大量实验测算，得出如下计算公式lgDNA含量＝(1264.4-Y)÷1786，DNA含量＝10(1264.4-Y)/1786ng/mL，其中Y代表溶液中量子点的荧光强度。
所述量子点是采用带负电荷的表面活性剂或用带正负电荷的双性离子型表面活性剂修饰的量子点，在与DNA作用时使量子点表面带有负电荷。
本发明利用量子点优越的荧光性能，提供一种量子点荧光淬灭定量检测DNA的方法。本发明将量子点的荧光特性应用到DNA检测中，建立快速、灵敏、简便的DNA定量检测方法。
具体实施例方式
以下结合附图以及本发明的技术方案提供实施例。
实施例一氯化镉溶解在含有巯基乙酸的碱性(pH10)水溶液中，加入离子型碲源NaHTe(由碲粉和硼氢化钠制备成)，100℃反应30～240分钟，反应时间不同得到量子点的粒径不同，溶液颜色由绿色到橙色最终为红色，合成表面带有羧基的CdTe量子点，用此方法可得到1.6nm～3nm范围内不同粒径的CdTe量子点。这里选用粒径为3纳米的量子点，在小于500纳米的任何波长激发，可得到发射波长为560nm的荧光。
取全长基因组是93.857kb的乳腺癌相关抗原基因(brcaa1基因)，它的基因库接受号为AF208045，用蒸馏水配制系列不同浓度(1.25，2.5，5，10，20，40ng/mL)的brcaa1基因溶液，加入上制备的表面带有羧基的CdTe量子点(粒径3纳米)，使得量子点的终浓度为0.007mg/mL，混合后室温放置10分钟，用荧光光度计测荧光信号的强度，选择激发波长450nm，测发射波长为560nm的荧光强度，采用荧光强度为纵坐标，DNA浓度的对数为横坐标，得到DNA的标准曲线(见附
图1)。
实施例二用氯化镉和碲粉，及硼氢化钠为原料，在含有半胱氨酸的酸性(pH4)水溶液中，回流反应30～240分钟合成表面带有氨基和羧基的CdTe量子点，通过控制反应时间可制备不同粒径(2.8nm～4.5nm)的CdTe量子点，得到的CdTe量子点紫外吸收峰位置从531nm红移到590nm，荧光发射峰从552nm红移到600nm。这里选用粒径为4纳米左右的量子点，在小于500纳米的任何波长激发，可得到发射波长为582nm的荧光。
取全长基因组是93.857kb的乳腺癌相关抗原基因(brcaa1基因)，它的基因库接受号为AF208045，用蒸馏水配制系列不同浓度(5，10，20，40，80，160μg/mL)的brcaa1基因溶液，加入上制备的表面带有羧基的CdTe量子点(粒径3纳米)，使得量子点的终浓度为0.012mg/mL，混合后室温放置10分钟，用荧光光度计测荧光信号的强度，选择激发波长430nm，测发射波长为582nm的荧光强度，采用荧光强度为纵坐标，DNA浓度的对数为横坐标，得到DNA的标准曲线(见附图2)。
权利要求
1.一种以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法，其特征在于，利用量子点的荧光性能，且DNA能使量子点的荧光信号淬灭，信号淬灭的程度与DNA的量成正相关性，建立了标准检测曲线，利用测量溶液中量子点的荧光强度与标准曲线，即得到溶液中的DNA浓度。
2.根据权利要求1所述的以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法，其特征是，具体实现过程为将DNA标准品配制成系列浓度的溶液，在每个溶液中加入相同量的量子点，混合后室温放置10分钟，采用荧光分光光度计，检测荧光信号，以荧光强度为纵坐标，DNA浓度的对数为横坐标，制作DNA的标准曲线，根据标准曲线求得未知样品中DNA的含量。
3.根据权利要求1或者2所述的以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法，其特征是，信号淬灭的程度与DNA的量成正相关性，具体数量关系为DNA含量＝10(1264，4-Y)/1786ng/mL，其中Y代表溶液中量子点的荧光强度。
4.根据权利要求1或者2所述的以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法，其特征是，所述量子点是采用带负电荷的表面活性剂或用带正负电荷的双性离子型表面活性剂修饰的量子点，在与DNA作用时使量子点表面带有负电荷。
全文摘要
一种以量子点为荧光示踪剂定量检测DNA的方法，属于DNA检测的领域。本发明利用量子点优越的荧光性能，且DNA能使量子点的荧光信号淬灭，信号淬灭的程度与DNA的量成正相关性，建立了标准检测曲线，利用测量溶液中量子点的荧光强度与标准曲线，即得到溶液中的DNA浓度；信号淬灭的程度与DNA的量成正相关性，具体数量关系为DNA含量＝10
文档编号C12Q1/68GK1876838SQ200610026090
公开日2006年12月13日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者崔大祥, 高峰, 贺蓉, 潘碧峰 申请人:上海交通大学