一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法
2023-06-29 05:02:21 4
一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，採用Mn-ZnS?QDs作為能量轉移的供體，氧化碳納米管作為能量轉移的受體，並論證了其在DNA傳感應用中可以達到0.027nM的最低檢出限。這種傳感器展現了良好的分析性能，有效的避免自體螢光和散射光的幹擾。
【專利說明】一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法。
【背景技術】
[0002]量子點是粒徑小於或接近於激子波爾半徑的半導體納米晶粒。它們處於分子與塊狀固體之間的中間狀態，通常由I1-VI族或II1-V族元素組成。量子點的比表面積，表面原子數，表面能和表面張力都隨粒徑的下降而急劇增加。由於尺寸效應，表面效應以及宏觀量子隧道效應等，導致量子點的熱，磁，光，敏等特性和表面穩定性均優於相應的體材料。量子點的光學性質是目前科研工作者研究的一個熱點。量子點作為螢光探針廣泛地應用於生物醫學，分析科學，環境科學，食品科學等研究領域。其光學特性比傳統有機染料相比具有明顯的優越性:①量子點的螢光激發光譜寬，且連續分布。因此可以採用單一波長光源同時激發不同顏色的量子點；②可以通過改變量子點粒徑大小和組成材料來「調諧」其發射波長，將不同光譜區的量子點混合使用，可以使研究者通過多種顏色同時追蹤數種生物分子；③量子點的螢光光譜有較大的斯託克斯位移，螢光光譜窄而對稱，因此用不同光譜特徵的量子點標記生物分子時，螢光光譜易於識別分析；④比有機染料具有更高的光穩定性。在深入開發和研究量子點的螢光性質的同時，量子點的磷光性質也開始引起了科學家們的注意。
[0003]磷光是一種長壽命的光,平均壽命達10 -4秒到數秒。磷光與突光的發光機理不同，是分子中電子激發三線態T1回到基態S0而產生的輻射。由於T1-S0是禁阻的，其可能性僅為S1-S0過程可能性的百萬分之一。由於磷光壽命長,在發射光子以前,分子的碰撞運動會使1\電子經無輻射弛豫返回基態，也就是所謂的磷光猝滅。為克服猝滅現象，最常見的方法就是使用深冷設備把分子固定為剛性體，這就是最初的低溫磷光。但是低溫磷光的限制條件是必須具有深冷設備，裝置價格昂貴且操作複雜。因此室溫磷光的研究引起了分析工作者的普遍重視。
[0004]室溫磷光的檢測有很多的優點:①靈敏度高:磷光的靈敏度通常比一般的吸光光度法高三個數量級無需價格昂貴且使用麻煩的低溫冷卻裝置，免除了溶劑或溶液的除氧過程，相對低溫磷光法，大大降低了成本和簡化了操作步驟分析曲線線性範圍寬:通常達2-4個數量級；④選擇性好:這是因為磷光光譜的位置通常位於更長的波長，具有更大的斯託克斯位移，不會和激發光譜發生重疊，可以避免激發光的幹擾，自吸收現象也有所減輕；⑤檢出限低:發光分析的檢出限一般決定於空白值的大小，因為磷光較少受雜散光及背景發光的幹擾，即空白值較低；⑥易於實現連續操作和自動化。
[0005]磷光能量共振轉移(PRET)是一種非輻射能量躍遷。當兩個螢光發色基團距離足夠靠近時，供體分子吸收一定頻率的光子後被激發到更高的電子能態，從該電子能態回到基態前，通過偶極子的相互作用，實現了能量向鄰近的受體分子轉移。供體發射光譜與受體吸收光譜的重疊程度，供體與受體的躍遷偶極的相對取向，以及供體和受體之間的距離等因素都會影響能量轉移的效率。傳統有機螢光染料吸收光譜窄，發射光譜常常伴有拖尾，這樣會影響供體發射光譜與受體吸收光譜的重疊程度，並且供，受體發射光譜相互幹擾。而量子點用於磷光能量轉移的研究，克服了有機螢光染料的不足。相對於傳統有機螢光染料分子，量子點的發射光譜很窄且不拖尾，減少了供體與受體發射光譜的重疊，避免了相互幹擾。由於量子點具有較寬的激發光譜，當它作為能量供體時，可以更自由地選擇激發波長，最大限度地避免對能量受體的直接激發。通過改變量子點的組成或尺寸，可以獲得發射波長在可見光區的量子點，為吸收光譜在可見光區的生色團作能量供體，並且保證了供體發射波長與受體吸收波長的良好重疊，增加了共振能量轉移效率。
[0006]Zhao 課題組在 2012 年的一篇文獻(Analytical Chimica Acta723, 2012，83-87)中報導過有關檢測DNA的方法，該實驗使用螢光量子點和碳納米管之間有效的螢光能量轉移原理(FRET)來檢測生物體內DNA的，此方法的檢測範圍在0.01_20uM，最低檢出限為
9.39nM。但此方法並沒有考慮到核酸自身的螢光幹擾和樣品散射光的影響，降低了實驗結果的可靠性及實驗的可重複性。脫氧核糖核苷酸(DNA)是大多數生物的基本遺傳物質，是遺傳信息的主要載體，是物種延續和進化的決定因素，其結構稍有變動就可能會導致遺傳性狀的改變和各種疾病的出現。所以核酸的研究已成為生物化學，遺傳學，藥代動力學等研究領域的熱點。螢光分析法靈敏度高，選擇性強，參數多，在DNA的分析中發揮著重要作用。核酸的天然螢光很弱，因此不能直接利用其內源螢光進行結構研究和定量分析，螢光探針的引入為核酸的研究提供了有力的工具。但是傳統的螢光檢測法有很強的自體螢光和散射光的幹擾，降低了實驗的準確性。
[0007]現有的大多數檢測DNA的方法是螢光分析法，但核酸的天然螢光很弱，不能直接利用其內源螢光進行結構研究與定量分析。且螢光檢測方法有很強的背景幹擾和散射光幹擾，降低了檢測的可靠性。因此，我們採用一種新型的磷光分析檢測技術，即克服了核酸自身內源螢光的影響，又能有效的避免來自樣品本底螢光和散射光的幹擾。並且此方法靈敏度高，操作簡單，可以快速的檢測生物體液中的DNA，避免了化學修飾和固定化過程，並且在檢測過程中不需要加入任何除氧劑和誘導劑，避免了生物體液中的金屬離子，生物分子和其它抗生素的幹擾。且本實驗的檢測範圍比已有的文獻報導的都低，最低檢出限為0.027nM，比文獻報導的低兩個數量級。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於提供一種磷光能量轉移體系，其合成方法，用途以及單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，採用Mn-ZnS QDs作為能量轉移的供體，氧化碳納米管作為能量轉移的受體，並論證了其在DNA傳感應用中可以達到0.027nM的最低檢出限。這種傳感器展現了良好的分析性能，有效的避免自體螢光和散射光的幹擾。
[0009]具體技術方案如下:
[0010]一種磷光能量轉移體系，能量的供體為Mn摻`雜ZnS量子點，能量的受體為氧化碳納米管。
[0011]進一步地，能量的供體為cDNA修飾的量子點QDs-cDNA。
[0012]上述磷光能量轉移體系的合成方法，作為能量供體的量子點的採用如下步驟合成:[0013](1)容器內加入巰基丙酸，ZnSO4和MnCl2水溶液；
[0014](2)調節溶液的pH值；
[0015](3)攪拌並飽和；
[0016](4)加入 Na2SA溶液；
[0017](5)反應並陳化；
[0018](6)沉降並高速離心；
[0019](7)傾去上層清液並乾燥，即得。
[0020]進一步地，步驟(1)中在IOOmL的三口燒瓶內，加入0.17mL巰基丙酸，5mL0.1mo I/L ZnSO4和0.2mL0.01mol/L MnCl2水溶液，和/或，步驟(2)中用NaOH調節溶液的pH值至11，和/或，步驟(3)中在室溫下磁力攪拌，通氮氣飽和30分鐘，保證穩定劑與Zn2+和Mn2+絡合充分，和/或，步驟(4)中注射器在隔絕空氣的條件下加入5mL0.lmol/L的Na2S水溶液，和/或，步驟(5)中，在室溫下繼續反應20分鐘，將得到的Mn摻雜ZnS量子點的溶液在空氣氛圍下陳化2小時，溫度控制在50°C，和/或，步驟(6)中以相同體積的無水乙醇使量子點沉降，高速離心，和/或，步驟(7)中，置於室溫真空乾燥24小時，即可得到實驗所需的納米粒子固體粉末。
[0021]進一步地，作為能量受體的氧化碳納米管採用如下步驟合成:
[0022]I)碳納米管分散於鹽酸中；
[0023]2)將所得溶液離心並清洗；
[0024]3)加入硝酸和硫酸的混合溶液裡；
[0025]4 )超聲並將溶液洗至中性；
[0026]5)乾燥；
[0027]6)將乾燥產物溶解在水中，即得。
[0028]進一步地，
[0029]步驟I)中，取0.5g碳納米管分散於200mL2mol/L的鹽酸中，循環回流加熱24小時，和/或，
[0030]步驟2 )中，用超純水清洗,和/或，
[0031]步驟3)中，加入16mL體積比1:3的硝酸和硫酸的混合溶液裡，和/或，
[0032]步驟4)中，超聲2小時後，用NaOH將溶液洗至中性，和/或，
[0033]步驟5)中，放入乾燥箱中乾燥24小時，和/或，
[0034]步驟6)中，將產物溶解在IOOmL蒸餾水中，得到氧化碳納米管的濃度為lmg/mL。
[0035]上述磷光能量轉移體系的用途，用於對單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測。
[0036]一種單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，採用磷光量子點和氧化碳納米管之間的磷光能量轉移來檢測單鏈脫氧核糖核苷酸。
[0037]進一步地，包括如下步驟:
[0038]a.混合氧化碳納米管和QDs-cDNA ；
[0039]b.用 pH=7.2Tri s-HCl 定容；
[0040]c.室溫下反應；
[0041]d.用螢光儀調節至磷光模式檢測溶液的磷光強度。
[0042]進一步地,步驟a中所述cDNA修飾的量子點採用如下方式合成:[0043]量子點超聲分散於pH=7的磷酸鹽緩衝液中；
[0044]加入丁二酸酐，攪拌反應；
[0045]離心，清洗；
[0046]將沉澱溶NaCl Tris-HCl緩衝液中；
[0047]加入EDC (1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽)和NHS，反應；
[0048]加入cDNA，繼續反應；
[0049]反應結束後，離心分離，將沉澱溶於NaCl Tris-HCl緩衝液中，即得。
[0050]與目前現有技術相比，本發明發展了一種高效的基於磷光能量轉移的DNA傳感器。室溫磷光(RTP)可以被定義為從最低激發三重態T1躍遷到最低單重態S。。作為一個有效的信號轉導方法，室溫磷光技術展現了其許多超越穩態螢光的優點。由於磷光團的激發三重態的長壽命允許磷光團的發射有適當的延遲時間，可以有效的避免螢光發射和散射光帶來的幹擾。此外，室溫磷光可以有效的消除背景螢光的幹擾(例如，環境樣品，食品，生物流體)。進一步提高了實驗的可操作性和準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0051]圖1a 為 MPA 包裹的 Mn 摻雜 ZnS QDs (MPA-QDs)的 TEM 圖；
[0052]圖1b為cDNA-QDs (0.03 μ g/mL)的磷光光譜圖(曲線b)和氧化碳納米管(0.12μ g/mL)吸收圖 (曲線a)的重合圖；
[0053]圖2a為加入不同濃度的SWNTs時cDNA-QDs的磷光猝滅曲線。cDNA-QDs濃度為
0.03 μ g/mL, SffNTs 濃度(從低到高)，0，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.12 μ g/mL;
[0054]圖2b為不同SWNTs濃度下cDNA-QDs的磷光強度線性圖和經驗方程；
[0055]圖3a為加入SWNTs時cDNA-QDs的相對磷光強度；
[0056]圖3b為沒有加入SWNTs時cDNA-QDs的相對磷光強度；
[0057]圖4為加入(曲線b)和沒有加入(曲線a) SffNTs時MPA-QDs的磷光強度，MPA-QDs濃度為 0.03 μ g/mL, SffNTs 濃度為 0.12 μ g/mL;
[0058]圖5為含有0.03 μ g/mL cDNA-QDs和0.12 μ g/mL SffNTs的磷光猝滅圖，所有的實驗操作都是在0.01M, 0.15M NaCl, pH7.4的Tris-HCl緩衝溶液下進行(激發波長為316nm);
[0059]圖6a為磷光光譜圖，其中a曲線0.03 μ g/mL MPA-QDs, b曲線0.03 μ g/mLcDNA-QDs, c 曲線 b+ΙΟηΜ tDNA, d 曲線 b+0.12 μ g/mL SWNTs, e 曲線 d+ΙΟηΜ tDNA ；
[0060]圖6b 為加入不同濃度的 tDNA(從低到高)0，0.5，I, 2，5，10，15，20，25，30，35，40，45，55，75nM時cDNA-QDs-SWNTs PRET體系的磷光響應圖。插圖表示加入不同濃度tDNA時的磷光響應線性圖。每個數據點代表三個獨立的實驗誤差的平均值。所有的實驗都是在(0.01M, 0.15M NaCl, ρΗ7.4)的 Tris-HCl 緩衝液中進行的，cDNA-QDs 濃度為 0.03 μ g/mL,SffNTs 濃度為 0.12 μ g/mL ；
[0061]圖7a 為不同濃度的錯配 mDNA (從低到高)0，5，10，15，20，25，30，35，40，45nM 對cDNA-QDs-SWNTs磷光能量轉移的磷光響應圖。插圖表示加入不同濃度mDNA時的磷光響應線性圖。每個數據點代表三個獨立的實驗誤差的平均值；
[0062]圖幾為cDNA-QDs-SWNTs PRET 系統加入 tDNA 和 mDNA 混合液(2OnM)，ctDNA:cmDNA濃度比為2:0，1:1，和0:2。所有的實驗都是在(0.01M, 0.15M NaCl, pH7.4)的Tris-HCl緩衝液中進行的，cDNA-QDs濃度為0.03 μ g/mL, SffNTs濃度為0.12 μ g/mL ；
[0063]圖8為DNA的磷光能量轉移(PRET)傳感原理圖。
【具體實施方式】
[0064]下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。實驗設備:LS-55螢光分光光度計，石英比色皿(IcmX lcm)，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，PH酸度計，紫外分光光度計。
[0065]實驗材料:巰基丙酸(MPA),ZnSO4*7H20, Na2S.9Η20，MnCl2.4Η20，乙醇，氮氣，十二磺基苯磺酸鈉(SDBS)，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽(EDOHCl)，單壁碳納米管(SffNTs )，超純水，DNA
[0066]捕獲DNA(cDNA):5』 -NH2-TGC ATT ACT AAT CAG TGA GGC CTT-3，
[0067]目標 DNA(tDNA):5』 -AAG GCC TCA CTG ATT AGT AAT GCA-3』
[0068]錯配DNA(mDNA):5』 -AAG GCC TCA CAG ATT AGT AAT GCA-3』
[0069]實驗步驟:
[0070](I)量子點的合成
[0071]錳摻雜的硫化鋅量子點的合成是根據已有報導的文獻做了少量的修改。在IOOmL的三口燒瓶內，加入 0.17mL 巰基丙酸，5mL0.lmol/L ZnSO4 和 0.2mL0.01mol/L MnCl2 水溶液，用NaOH調節溶液的pH值至11，在室溫下磁力攪拌，通氮氣飽和30分鐘，保證穩定劑與Zn2+和Mn2+絡合充分。隨後用注射器在隔絕空氣的條件下加入5mL0.lmol/L的Na2S水溶液，在室溫下繼續反應20分鐘。將得到的Mn摻雜ZnS量子點的溶液在空氣氛圍下陳化2小時，溫度控制在50°C。以相同體積`的無水乙醇使量子點沉降，高速離心，傾去上層清液，置於室溫真空乾燥24小時，即可得到實驗所需的納米粒子固體粉末。用LS-55磷光儀進行檢測，在581nm處有強的磷光發射峰。與文獻報導相符。
[0072](2)氧化碳納米管的合成
[0073]取0.5g碳納米管分散於200mL2mol/L的鹽酸中，循環回流加熱24小時。將所得溶液離心並用超純水清洗。接著加入16mL硝酸和硫酸(體積比1:3)的混合溶液裡，超聲2小時後，用NaOH將溶液洗至中性，放入乾燥箱中乾燥24小時，將產物溶解在IOOmL蒸餾水中，得到氧化碳納米管的濃度為lmg/mL。
[0074](3)cDNA修飾的量子點
[0075]取2mg的量子點，超聲分散於0.1M pH=7的磷酸鹽緩衝液(PBS)中，加入20mg 丁二酸酐，攪拌反應2小時。離心，用pH=7的PBS清洗後，將沉澱溶於0.02M NaCl的0.05MTris-HCl緩衝液中(pH=7.2)，並加入1.2mg EDC和1.8mg NHS，反應30分鐘。再加入50 μ L的cDNA，繼續反應12小時。反應結束後，離心分離，將沉澱溶於0.02M NaCl的0.05MTris-HCl緩衝液中(pH=7.2)，即得到目標產物。
[0076](4)磷光猝滅和雜交實驗
[0077]取一系列不同濃度的氧化碳納米管和QDs-cDNA混合，用pH=7.2Tris_HCl定容至2mL,室溫下反應40分鐘。用LS-55螢光儀調節至磷光模式檢測溶液的磷光強度。
[0078]結果和討論
[0079](I)氧化碳納米管和量子點的表徵[0080]MPA-QDs量子點的形貌通過TEM觀察(圖la)，顯示出球形的顆粒，尺寸均一，粒徑大小在5nm左右。。量子點的磷光激發波長為316nm，發射光譜位置大約在581nm，而氧化碳納米管的紫外吸收峰位置在254nm，並且具有很寬的吸收帶(圖1b)，使得磷光能量轉移能夠很好的發生。
[0081](2)氧化碳納米管和量子點之間的磷光能量轉移
[0082]在磷光能量轉移進程中，cDNA-QDs作為供體，SffNTs作為受體，為了進一步研究磷光能量轉移的機制，我們研究了在cDNA-QDs中加入不同濃度的SWNTs。如圖2，在溶液中加Λ 0.03 μ g/mL的cDNA-QDs後逐漸加入不同濃度的SWNTs (從0.0到0.12 μ g/mL)，磷光強度逐漸下降。當SWNTs的濃度達到0.12 μ g/mL時，猝滅效果最大。實驗結果表明，當SWNTs加入cDNA-QDs體系中時，cDNA-QDs的能量轉移到SWNTs上，從而導致cDNA-QDs的磷光強度下降。猝滅效率的計算公式為(Ι-Ρ/ΡοΧΡο和P分別代表在不存在(Ptl)和存在(P) SWNTs時cDNA-QDs的磷光強度。當體系中加入SWNTs的濃度達到0.12 μ g/mL時，猝滅效率可以達到最大值為98.6%。這個猝滅效率展現了 SWNTs超強的猝滅效率。這個強的猝滅效率為敏感的「turn on」型傳感器的定量實驗提供了最佳的猝滅機制。
[0083]( 3 )磷光猝滅機制研究
[0084]磷光猝滅一般被分為靜態淬滅和動態猝滅。動態猝滅可以用Stern-Volmer』 s方程來描述(方程I)，靜態粹滅可以用Lineweaver-Burk方程來描述(方程2),如下:
[0085]P0/P=l+KsvXcq (I)
[0086]1/(P0-P)=1/P0+KLB/(P0 cq) ⑵
[0087]其中，P。和P分別代表在cDNA-QDs中不加入和加入SWNTs時的磷光強度。Ksv為動態淬滅常數，Klb為靜態猝滅常數。PcZP和cq, I/(P0-P)和Ι/c,點之間的關係在圖3a和圖3b中展現。
[0088]cDNA-QDs和SWNTs之間的磷光猝滅機制既不符合Stern-Volmer 』 s方程也不符合Lineweaver-Burk方程。這個結果可能是動態粹滅機制和靜態粹滅機制共同作用的結果，暗示了一個複雜猝滅模式[9]。如圖2a，In(PcZP-1)和c,之間較好的線性關係可以用下面這個經驗公式來表示:
[0089]In (P0/P-l) =51.26cq - 1.65 (R=0.9933)
[0090]文獻表明在單鏈DNA和富含Ji電子的碳材料，例如碳納米點，石墨烯和碳納米管之間可以發生π-π作用。本實驗中，cDNA-QDs和SWNTs之間形成無磷光的複雜基態歸因與DNA和SWNTs之間的相互作用。
[0091]我們還進行了對比試驗，對沒有標記cDNA的MPA-QDs沒有特異性的磷光猝滅(如圖4中的a，b)。當在體系中加入0.12 μ g/mL SWNTs時，在相同的孵育過程中量子點的磷光強度並沒有改變。這一結果表明，MPA-QDs和SWNTs之間的非特異性相互作用可以忽略不計，和cDNA-QDs有磷光猝滅現象主要歸因於DNA橋接磷光能量轉移之間的供體和受體。cDNA和SWNTs之間有- Ji堆積作用。
[0092](4)條件優化實驗
[0093]圖5是時間對cDNA-QDs (0.12ug/mL SWNTs)磷光強度的影響，可以看出在30分鐘時磷光強度降至最低，隨著時間的增長，反應出現一個平臺，為了確保反應能完全猝滅並獲得穩定的信號，我們選擇40分鐘最為反應的最佳時間。[0094](5) tDNA 響應實驗
[0095]進一步研究目標DNA (tDNA)在cDNA-QDs-SWNTs能量轉移系統中響應。圖6a描繪了在相同的實驗條件下，考察了五組不同組分的曲線如QDs (曲線a)，cDNA-QDs (曲線b)，cDNA-QDs-tDNA (曲線 c)，cDNA-QDs-SWNTs-tDNA(曲線 e)的發射光譜圖。在這些圖中，我們可以看到cDNA-QDs在581nm處有一個很強的磷光信號(曲線b)。在體系中加入IOnM tDNA後，磷光強度和峰位置並沒有明顯的改變(曲線c)。當在cDNA-QDs體系中加入SffNTs時，由於cDNA-QDs與SWNTs之間的磷光能量轉移，導致量子點的磷光強度減弱(曲線d)。當在cDNA-QDs-SWNTs體系中加入IOnM tDNA磷光強度恢復(曲線e)。結果表明在cDNA-QDs-SWNTs磷光體系中加入自由DNA時，互補的DNA鏈削弱了 DNA和SWNTs之間的
作用。因此，能量受體的SWNTs從供體的表面脫離，導致能量供體cDNA-QDs的磷光強度恢復。基於磷光恢復，用磷光「turn on」的方法檢測目標DNA。
[0096]加入IOnM tDNA在cDNA-QDs_SWNT體系中時，磷光信號迅速的增強，在30分鐘後磷光強度恢復到最大值並保持不變。因此，選擇30分鐘作為最佳的磷光恢復時間。
[0097]在最佳的實驗條件下，在Tris-HCl緩衝液中檢測tDNA的分析參數如圖6b所示，加入不同濃度的tDNA，cDNA-QDs-SWNTs磷光能量轉移系統的磷光強度逐漸恢復。磷光增強效率可以用公式(P-PqVPq來表示，P和P。分別代表加入不同濃度的tDNA和沒有加入tDNA時的磷光強度。圖6b (插圖)當tDNA的濃度從0-45nM時的線性曲線，相關係數為0.9991，校正曲線的表達公式為(P-P0) /P0=0.9568+1.474c (c: nM).最低檢出限為0.027ηΜ (3σ)。σ表示八次空白測定的標準偏差。這些分析參數優於之前文獻報導的相關參數(如TableSI)。這些優良的分析性能，如最低檢出限可以歸因於磷光方法的優點和互補DNA鏈的特異性。這些方法的相對標準偏差為3.73%，是由測量IOnM的目標DNA和七次重複測量的標準偏差得到的。這也表明cDNA-QDs-SWNTs磷光能量轉移系統對tDNA的檢測有很高的可重複性。
[0098]Table SI比較不同的DNA生物傳感器`和不同的光學檢測方案
[0099]
【權利要求】
1.一種磷光能量轉移體系，其特徵在於，能量的供體為Mn摻雜ZnS量子點，能量的受體為氧化碳納米管。
2.如權利要求1所述的磷光能量轉移體系，其特徵在於，能量的供體為cDNA修飾的量子點 QDs-cDNA。
3.如權利要求1或2所述磷光能量轉移體系的合成方法，其特徵在於，作為能量供體的量子點的採用如下步驟合成: (1)容器內加入巰基丙酸，ZnSO4和MnCl2水溶液； (2)調節溶液的pH值； (3)攪拌並飽和； (4)加入Na2S水溶液； (5)反應並陳化； (6)沉降並高速離心； (7)傾去上層清液並乾燥，即得。
4.如權利要求3所述磷光能量轉移體系的合成方法，其特徵在於，步驟(1)中在IOOmL的三口燒瓶內，加入 0.17mL 巰基丙酸，5mL0.lmol/L ZnSO4 和 0.2mL0.01mol/L MnCl2 水溶液，和/或，步驟(2)中用NaOH調節溶液的pH值至11，和/或，步驟(3)中在室溫下磁力攪拌，通氮氣飽和30分鐘，保證穩定劑與Zn2+和Mn2+絡合充分，和/或，步驟(4)中注射器在隔絕空氣的條件下加入5mL0.lmol/L的Na2S水溶液，和/或，步驟(5)中，在室溫下繼續反應20分鐘，將得到的Mn摻雜ZnS量子點的溶液在空氣氛圍下陳化2小時，溫度控制在50°C，和/或，步驟(6)中以相同體積的無水乙醇使量子點沉降，高速離心，和/或，步驟(7)中，置於室溫真空乾燥24小時，即可得到實驗所需的納米粒子固體粉末。
5.如權利要求3或4所述磷光能量轉移體系的合成方法，其特徵在於，作為能量受體的氧化碳納米管採用如下步驟合成: 1)碳納米管分散於鹽酸中； 2)將所得溶液離心並清洗； 3)加入硝酸和硫酸的混合溶液裡； 4)超聲並將溶液洗至中性； 5)乾燥； 6)將乾燥產物溶解在水中，即得。
6.如權利要求5所述磷光能量轉移體系的合成方法，其特徵在於， 步驟I)中，取0.5g碳納米管分散200mL2mol/L的鹽酸中，循環回流加熱24小時，和/或， 步驟2)中，用超純水清洗,和/或， 步驟3)中，加入16mL體積比1:3的硝酸和硫酸的混合溶液裡，和/或， 步驟4)中，超聲2小時後，用NaOH將溶液洗至中性，和/或， 步驟5)中，放入乾燥箱中乾燥24小時，和/或， 步驟6)中，將產物溶解在IOOmL蒸餾水中，得到氧化碳納米管的濃度為lmg/mL。
7.如權利要求1或2所述磷光能量轉移體系的用途，其特徵在於，用於對單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測。
8.一種單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，其特徵在於，採用磷光量子點和氧化碳納米管之間的磷光能量轉移來檢測單鏈脫氧核糖核苷酸。
9.如權利要求8所述的單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟: a.混合氧化碳納米管和QDs-cDNA； b.用pH=7.2Tri s-HCl 定容； c.室溫下反應； d.用螢光儀調節至磷光模式檢測溶液的磷光強度。
10.如權利要求8或9所述的單鏈脫氧核糖核苷酸的檢測方法，其特徵在於，步驟a中所述cDNA修飾的量子點採用如下方式合成: 量子點超聲分散於pH=7的磷酸鹽緩衝液中； 加入丁二酸酐，攪拌反應； 離心，清洗； 將沉澱溶NaCl Tris-HCl緩衝液中； 加入EDC和NHS，反應； 加入cDNA，繼續反應； 反應結束後，離心分離，將沉澱`溶於NaCl Tris-HCl緩衝液中，即得。
【文檔編號】C01B31/00GK103881707SQ201310753367
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】高峰, 張璐 申請人:安徽師範大學