一种基于量子点-金纳米组装超结构对双酚a进行检测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分析化学领域，涉及一种基于量子点-金纳米组装超结构对双酚A进 行检测的方法。
【背景技术】
[0002] 双酚A (Bisphenol A，简称BPA)，化学名称2, 2-二（4-羟基苯基）丙烷，是聚碳酸 酯、环氧树脂以及聚氯乙烯树脂合成的增塑剂，目前已广泛用于罐头食品、饮料包装、奶瓶、 水瓶等数百种日用品中。双酚A虽属低毒性化学物，但由于其化学结构类似雌二醇和乙稀 雌酴，因而和其他环境激素一样，BPA能模仿或干扰内源性雌激素，即使很低的剂量也能使 动物产生雌性早熟、精子数下降、前列腺增生等作用。此外，有资料显示双酚A具有一定的 胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物卵巢癌、前列腺癌、白血病等癌症的发生。由于双酚A 在自然界中广泛存在，且难以降解，能够通过食物链、食品包装容器以及塑料薄膜渗入到食 物中，危害人类健康。因此，发明一种能够快速、高灵敏检测双酚A的方法是非常重要的。
[0003] 传统双酚A的检测方法大多采用仪器法（如：气相法、液相法），但这些方法存在 对样品前处理要求高、设备昂贵、工作量大、成本高等缺点，已不能满足当前食品安全检测 的要求。为此，开发一种快速、方便、低成本、高灵敏的新型双酚A检测方法是非常有必要 的。量子点是一种由II-VI族或III-V族元素组成的直径在IOOnm以内的微小荧光颗粒， 基于量子尺寸效应和介电限域效应，该材料能够在一定激发光的照射下发射出不同颜色的 光。与染料相比，量子点的荧光强度高，荧光寿命长，具有宽的激发波长和窄的发射波长等 优点，目前已被广泛用于传感检测、生物成像、载药、疾病诊断等领域。但是由于量子点本身 尺寸小（通常在3-5nm)、水相中不稳定，因而很难实现可控定向组装。基于DNA分子对量子 点在纳米尺寸范围内进行可控定向排布，并利用金纳米颗粒与量子点之间的荧光共振能量 转移，开发新型荧光传感器用于双酚A的快速、高灵敏检测是一种技术创新发展方向。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是解决现有技术中量子点定向组装难、可控程度低等问题，提供一 种基于DNA分子模板的量子点-金纳米组装超结构可控制备方法，并基于该纳米组装体特 殊的光学性质开发用于快速检测双酚A的荧光传感器。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现
[0006] 1.本发明提供一种基于量子点-金纳米组装超结构对双酚A进行检测的方法，该 方法以DNA分子为模板制备量子点-金纳米组装超结构，量子点表面修饰的DNA内嵌有目 标物的适配体序列，目标物通过与适配体结合使得量子点从纳米组装体中解离，通过组装 体荧光强度的变化对目标物浓度进行检测。
[0007] 量子点通过表面DNA分子的互补杂交定向偶联在金纳米颗粒表面，形成以金纳米 颗粒为核，量子点为壳的空间纳米组装超结构；当距离小于10纳米时，量子点的荧光会被 金纳米颗粒淬灭；当超过10纳米的距离时，量子点的荧光得到恢复。当检测溶液中存在双 酚A时，双酚A能与内嵌在DM2骨架内自身的核酸适配体结合，使得量子点从金纳米颗粒 表面解离，纳米组装结构被破坏，从而使此量子点的荧光信号明显增强，根据荧光信号强度 与双酚A浓度建立标准曲线，可以对双酚A进行定性、定量检测。
[0008] 2.上述1提供的检测方法，所述目标物为双酚A，其适配体序列为：CCGGTGGGTGGT CAGGTGGGATAGCGTTCCGCGTATGGCCCAGCGCATCACGGGTTCGCACCA。
[0009] 3.上述2提供的检测方法，量子点-金纳米组装超结构由两种不同纳米颗粒-DNA 复合物组装而成：金纳米颗粒表面修饰DNA即Au-DNAl，量子点表面修饰DNA即QD-DNA2 ; DNA2嵌入了双酚A的核酸适配体序列；
[0010] 其中，DNAl 序列为 SH- (A) 6TGGTGCGAACCCGTGATGCGCTGG，DNA2 序列为 Nh2-CCGGTGG GTGGTCAGGTGGGATAGCGTTCCGCGTATGGCCCAGCGCATCACGGGTTCGCACCA。
[0011] 4.上述3提供的检测方法，金纳米颗粒与表面修饰DNAl的摩尔比为1 : 200 ;量 子点与表面修饰DNA2的摩尔比为1 : 4。
[0012] 5.上述4提供的检测方法，其中，金纳米颗粒粒径为20-25nm;量子点粒径为 3_5nm〇
[0013] 6.上述1-5任一项所述的量子点-金纳米组装超结构的构建方法，该方法具体包 括如下步骤
[0014] 1)纳米颗粒表面修饰DNA :
[0015] 初始浓度为5-10nM，体积为250-500uL金纳米颗粒溶液，在转速7500-8000r/min 下离心10-15min，加100-200uL 0. 5倍的TBE缓冲液，再向金纳米颗粒溶液中加入5-10uL， IOOuM 的 DNAl，再加入 L 5-2uL 5M NaCl 溶液，反应 3h 后加入 2. 8-3. 2uL 5M NaCl 溶液，3h 后加入 3.8-4uL 5M NaCl，3h 后加入 5.7-6uL 5M NaCl 溶液，3h 后加入 ll-12uL 5M NaCl 溶 液，室温震荡反应过夜，7500-8000r/min下离心10-15min，除去未偶联的DNA分子，形成金 纳米颗粒-DNAl复合物即Au-DNAl。
[0016] 2)量子点表面修饰DNA :
[0017] 初始浓度为2. 5-5uM，体积为100-200uL的量子点水溶液，向其中加入2. 5-5uL， 200mM的1- (3_二甲氛基丙基）_3_乙基碳二亚胺盐酸盐，再加入20_40uL，IOOuM的DNA2， 室温避光震荡反应3-5h，用分子量为IOkDa的超滤管纯化2-3次，除去未偶联的DNA分子， 形成量子点-DNA2复合物即QD-DNA2。
[0018] 3)量子点-金纳米组装超结构的制备
[0019] 步骤1)、2)制备的两种纳米颗粒-DNA的复合物：Au-DNAl，QD-DNA2,等体积混合， 并加入2-4uL 5M的NaCl溶液，置于水浴锅中90度反应3-8min，快速冷却至室温，形成量子 点-金纳米组装超结构。
[0020] 7.上述6提供的构建方法，具体包括如下步骤：
[0021] 1)纳米颗粒表面修饰DNA :
[0022] 制备好的金纳米颗粒溶液取500uL，转速8000r/min，离心10min，加200uL 0. 5倍 TBE缓冲液，向其中加入10uL，IOOuM的DNA1，混匀后向体系中加入2uL 5M NaCl溶液，3h后 加入3. 2uL 5M NaCl溶液，3h后加入4uL 5M NaCl，3h后加入6uL 5M NaCl溶液，3h后加入 12uL 5M NaCl溶液，室温震荡反应过夜后，8000r/min离心10min，除去未偶联的DNA分子， 形成金纳米颗粒-DNAl复合物即Au-DNAl。
[0023] 2)量子点表面修饰DNA :
[0024] 制备好的量子点溶液取200uL，向其中加入5uL，200mM的1- (3-二甲氨基丙 基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，避光反应15min后，再加入40uL，IOOuM的DNA2,室温避光震 荡反应5h，用分子量为IOkDa的超滤管纯化3次，过滤除去未偶联的DNA分子，形成量子 点-DNA2复合物即QD-DNA2。
[0025] 3)量子点-金纳米组装超结构的制备
[0026] 步骤1)、2)制备的两种纳米颗粒-DNA的复合物：Au-DNAl，QD-DNA2,各取200uL等 体积混合均匀，加入4uL 5M的NaCl溶液，置于水浴锅中90度反应5min，快速冷却至室温， 形成量子点-金纳米组装超结构。
[0027] 8.上述7提供的构建方法，其中，金纳米颗粒合成的步骤为：
[0028] 洁净的锥形瓶中依次加入190mL超纯水，IOmL 0. 2 %氯金酸溶液，加热搅拌至沸 腾，7-10min后加入3. 6mL 1 %柠檬酸三钠溶液，溶液从无色变为红色后，停止加热，继续搅 拌15min，制成金纳米颗粒。
[0029] 9.上述8提供的构建方法，其中，量子点的合成步骤为：
[0030] 依次加入390mg Te粉，189mg硼氢化钠，4mL超纯水，室温搅拌反应5h直至黑色 的Te粉完全消失，并产生白色硼酸钠晶体，在氮气保护下，将与0. 5M的稀硫酸反应生成 的H2Te通入到NaOH溶液中，制得NaHTe前驱体。取一洁净的三口烧瓶，依次加入2. 6g 〇(1(：12.2.5!120，1481^水，0.51^98%的3-巯基丙酸溶液，用恥