一种新型金纳米棒的复合材料及其用于检测小牛胸腺dna的浓度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分析化学领域，特别涉及一种新型金纳米棒的复合材料及其用于检测小牛胸腺DNA。
【背景技术】
[0002]金纳米棒(Au NRs)是一种各向异性的一维的纳米材料，它作为一种新型的替代物在生物学以及生物医学上有着广泛的应用。由于金纳米棒有着超强的辐射性和非辐射性，它可以被运用在以下几个方面，例如生物传感器、生物成像、基因和药物的生物传输等。[参见 1.Nusz G.J., Marinakos S.M., Curry A.C., et al.Label-free plasmonicdetect1n of b1molecular binding by a single gold nanorod.Anal.Chem.，2008，80，984-989.2.Huang X.H.，Neretina S.，El-Sayed M.A.，Gold nanorods:from synthesis and properties to b1logical and b1medical applicat1ns.Adv.Mater.，2009，21，4880-4910.3.Takahashi H.，Niidome Y.，Yamada S.，Gold nanorod-sensitized cell death: microscopic observat1n of single livingcells irradiated by pulsed near-1nfrared laser light in the presence of goldnanorods.Chem.Commun.，2006，35，500-501.]纳米棒具有很高的比表面积，它经常被选为纳米载体来负载各种物质来构建多功能的纳米探针。[参见Xiao Z.Y.，Ji C.W.，Shi J.J.，et al.DNA self-assembly of targeted near-1nfrared-responsive goldnanoparticles for cancer thermo-chemotherapy.Angew.Chem.1nt.Edit.，2012，124，12023-12027.]目前，基于金纳米棒的生物传感器主要是依赖于表面等离子体共振。[参见 Yu C.X., Nakshatri H., Irudayaraj J., Identity profiling of cell surfacemarkers by multiplex gold nanorod probes.Nan0.Lett.，2007，7，2300-2306.]因此，在荧光探针的领域构建基于金纳米棒的生物传感器是非常重要的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种包覆荧光染料、具有核壳结构的复合材料及其用于检测小牛胸腺DNA。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种新型金纳米棒的复合材料，包覆介孔娃掺杂吖啶橙且具有核壳结构的金纳米棒，该复合材料的浓度为0.6489 nM，所使用的金纳米棒的长轴为100±4 nm，短轴为28±3 nm，所使用的金纳米棒的TEM图像如图1所示，合成过程中的金纳米棒、硅酸四乙酯，20 %的甲醇溶液)，和配制浓度为10 mg/mL的吖啶橙，的体积比为3000:12:5。
[0005]所合成的复合材料采用荧光增强的方法检测小牛胸腺DNA ;
采用以下步骤检测小牛胸腺DNA:
步骤一:检测不同浓度，0-18 Pg/mL的CtDNA对复合材料对应的荧光探针的响应； 步骤二:根据步骤一的实验结果作出不同浓度CtDNA对应的荧光强度线性曲线；步骤三:加入待测样品，测试其对复合材料对应的荧光探针的响应，带入步骤二得到的线性曲线，计算其浓度。
[0006]所述步骤一中首先优化检测的实验条件，包括复合材料(Au NRsOS12-AO)的浓度、反应的PH值、不同的加入顺序以及反应时间，然后在最佳条件下，利用荧光光谱仪检测不同浓度小牛胸腺DNA与该复合材料作用后的荧光发射光谱，最后分析出发射光谱与浓度之间的线性关系。
[0007](I)选取不同的浓度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ,Ο.1625 ηΜ,Ο.1083 ηΜ,Ο.0813ηΜ,Ο.065 ηΜ,Ο.0433 ηΜ,Ο.0325 ηΜ)，检测其荧光强度，分析出最佳的复合材料的浓度为0.1083 ηΜ ；
(2)选择B-R缓冲液作为反应环境中pH的调节剂。我们选择了pH从1.8到8.7，然后当加入一定浓度CtDNA后，我们分别检测出Au NRsiS12-AO的荧光光谱，分析出最佳的反应PH值为5.7 ；
(3)检测以下三种物质:AuNRsiS12-AO, BR缓冲液和ctDNA，三者不同的加入顺序对实验荧光强度的影响，对实验的结果进行了分析发现当以以下顺序(Au NRs@Si02-A0、BR缓冲液、ctDNA)进行检测时所得到的荧光信号最强，说明此时荧光增强值最大，于是得出最佳的加入顺序依次为:Au NRsiS12-AO, BR缓冲液、ctDNA ；
(4)检测荧光探针与ctDNA不同的接触时间对荧光信号稳定性的影响，得出最佳的反应时间为I min ；
(5)在以上最佳条件下，检测不同浓度的ctDNA对该复合材料对应的荧光探针的影响。
[0008]一种基于金纳米棒的复合材料用于检测小牛胸腺DNA的应用。
[0009]由于介孔硅的引入可以增大吖啶橙的吸附量，同时在包覆于金纳米棒表面后可以进一步提高金纳米棒的比表面积以及其稳定性，我们设计了一种新型的荧光探针一吖啶橙掺杂介孔硅包覆金纳米棒复合材料，并用于检测小牛胸腺DNA的方法
本发明的有益效果:
(I)本发明的应用方法适用于其他纳米级复合材料负载荧光染料或者药物用于相关检测等领域。
[0010](2)本发明应用方法所述检测手段是采用的荧光增强的方法，对核酸检测领域有着潜在的价值。
[0011](3)本发明应用方法，在检测小牛胸腺DNA时，信号稳定，线性良好，检测快速、简单。
【附图说明】
[0012]图1合成的核壳材料所使用的金纳米棒的TEM图像
图2该金纳米棒的核壳复合材料检测与不同浓度ctDNA作用对应的荧光响应曲线，其中 a-o 对应的 ctDNA 的浓度依次为 0，0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, 7.5，8.5, 9.5, 10.5, 13.5, 15.5, 18 Mg/mL。
[0013]图3不同浓度ctDNA对应的荧光强度线性曲线。插入图为(F-Ftl)/F。与ctDNA浓度的线性相关曲线。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0015]实施例1:
一种新型金纳米棒的复合材料，包覆介孔娃掺杂吖啶橙且具有核壳结构的金纳米棒，该复合材料的浓度为0.6489 nM，所使用的金纳米棒的长轴为100±4 nm短轴为28±3 nm,所使用的金纳米棒的TEM图像如图1所示，合成过程中的金纳米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和吖啶橙(配制浓度为10 mg/mL)的体积比为3000:12:5。
[0016]所合成的复合材料采用荧光增强的方法检测小牛胸腺DNA ;
采用以下步骤检测小牛胸腺DNA:
步骤一:检测不同浓度，0-18 Pg/mL的ctDNA对复合材料对应的荧光探针的响应；步骤二:根据步骤一的实验结果作出不同浓度ctDNA对应的荧光强度线性曲线；步骤三:加入待测样品，测试其对复合材料对应的荧光探针的响应，带入步骤二得到的线性曲线，计算其浓度。
[0017]实验条件的优化:
Au NRs@Si02-A0 的浓度优化:选取不同的浓度的 Au NRsiS12-AO (O ηΜ，0.1625 ηΜ,0.1083 ηΜ，0.0813 ηΜ，0.065 ηΜ，0.0433 ηΜ，0.0325 ηΜ)，检测其荧光强度，分析出最佳的复合材料的浓度，；
反应pH优化:选择B-R缓冲液作为反应环境中pH的调节剂。我们选择了 pH从1.8到8.7，然后当加入一定浓度ctDNA后，我们分别检测出Au NRsiS12-AO的荧光光谱，分析出最佳的反应pH值；
加入顺序优化:检测以下三种物质:Au NRs@Si02-A0、BR缓冲液和ctDNA，三者不同的加入顺序对实验荧光强度的影响；
反应时间优化:检测荧光探针与ctDNA不同的接触时间对荧光信号稳定性的影响，得出最佳的反应时间；
检测ctDNA:在以上最佳条件下，检测不同浓度(0-18 Pg/mL)的ctDNA对该复合材料对应的荧光探针的响应，对应的响应曲线为图2所示。其中检测范围可以从0.5 Pg/mL到10Kg/mL，检测限为0.1667 Pg/mL，线性相关系数为0.9985，对应的线性曲线为图3所示。因此，该种复合材料可用于定量检测小牛胸腺DNA，且检测过程迅速简单稳定。
[0018]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。
【主权项】
1.一种新型金纳米棒复合材料，其特征在于包覆介孔娃掺杂吖啶橙且具有核壳结构的金纳米棒，该复合材料合成过程中的金纳米棒、硅酸四乙酯(20 %的甲醇溶液)和配制浓度为10 mg/mL的吖啶橙的体积比为3000:12:5。
2.一种权利要求1所述的新型金纳米棒复合材料用于检测小牛胸腺DNA的浓度的方法，具体包括如下步骤: 步骤一:检测不同浓度，0-18 Pg/mL的ctDNA对新型金纳米棒复合材料对应的焚光探针的响应； 步骤二:根据步骤一的实验结果作出不同浓度ctDNA对应的荧光强度线性曲线； 步骤三:加入待测样品，测试其对新型金纳米棒复合材料对应的荧光探针的响应，带入步骤二得到的线性曲线，计算其浓度。
3.根据权利要求2所述的新型金纳米棒的复合材料用于检测小牛胸腺DNA的浓度的方法，其特征在于步骤一中新型金纳米棒复合材料的浓度为0.1083 nM，使用B-R缓冲液调节反应体系PH为5.7，加入顺序依次为:Au NRsOS12-AO、BR缓冲液、ctDNA ;检测荧光探针与ctDNA不同的接触时间对荧光信号稳定性的影响，应时间为I min。
4.根据权利要求2所述的新型金纳米棒的复合材料用于检测小牛胸腺DNA的浓度的方法，其特征在于步骤二中荧光光谱仪的激发和发射的狭缝宽度分别为3 nm和5 nm。
【专利摘要】本发明公开了一种包覆荧光染料、具有核壳结构的新型金纳米棒复合材料及其用于检测小牛胸腺DNA浓度的方法。在优化检测的实验条件，包括复合材料（Au NRsSiO2-AO）的浓度、反应的pH值、不同的加入顺序以及反应时间的基础上，在最佳条件下，利用荧光光谱仪检测不同浓度小牛胸腺DNA与该复合材料作用后的荧光发射光谱，最后分析出荧光发射光谱与ctDNA浓度之间的线性关系。本发明的应用方法是采用荧光增强的检测手段，在检测小牛胸腺DNA时，信号稳定，线性良好，检测快速、简单。
【IPC分类】G01N21-64, B82Y35-00
【公开号】CN104819967
【申请号】CN201510206233
【发明人】朱卫华, 宣成磊, 王伟
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月28日