石墨烯作為增強劑在聚合酶鏈式反應中的應用，涉及石墨烯材料。通過改進后的Hummers方法合成氧化石墨，利用水合肼合成石墨烯。以質粒為模板進行聚合酶鏈式反應和多輪聚合酶鏈式反應，在低于14μgmL-1內，石墨烯均可增強聚合酶鏈式反應的特異性，甚至進行8輪聚合酶鏈式反應仍可得特異性強的目的產物。以臨床血樣DNA為模板進行聚合酶鏈式反應，加入石墨烯的PCR反應體系可得單一的特異性產物，加入石墨烯的反應體系在25℃到引物退火溫度的范圍內仍可得特異性強的目的產物。加入石墨烯的擴增產物經測序后證實并未對引物的序列和長度產生影響，石墨烯可作為一種性能良好的聚合酶鏈式反應增強劑用于聚合酶鏈式反應中。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石墨烯材料，尤其是涉及石墨烯作為增強劑在聚合酶鏈式反應中的應用。
技術介紹
自Kary Mullis于1985年專利技術以來，聚合酶鏈反應(PCR)已經成為現代生命科學中一項DNA體外擴增的重要技術方法。PCR可以在幾小時內用少量的DNA模板通過指數擴增的形式產生大量的目的DNA片段。然而，在此過程中經常會產生非特異性DNA片段，使 PCR效率降低。之前已有相關的報道，采用不同的添加劑來提高PCR的效率。但是由于不同的方法有不同的限制性條件，高效率的PCR擴增仍然是一個挑戰。盡管存在爭議，但是有報道稱比表面積大、導熱導電性能優良的材料可以顯著地提高PCR的特異性。隨著納米技術的發展，納米材料在表面和空間上的獨特性能對生物大分子起到了顯著的作用。因此，運用納米材料優化PCR的條件具有十分重要的理論意義和應用前景。石墨烯是一種二維的單原子層材料，SP2碳原子緊密排列成蜂窩狀。(參見文獻[9]A.K. Geim, K. S. Novoselov. The rise of graphene[J]. Nat. Mater. , 2007, 6:183-191 ；[10]C. G. Lee, X. D. Wei, J. ff. Kysar, et al. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayergraphene[J]. Science, 2008, 321:385-388 ；[11]A.A.Balandin,S. Ghosh, ff. Z. Bao, et al.Superiorthermal conductivity of single-layer graphene[J]. Nano Lett. , 2008, 8:902-907 ； [ 12] S. V. Morozov, K.S.Novoselov, M. I.Katsnelson, et al.Giant intrinsic carrier mobilities in graphene and its bilayer [J]. Phys. Rev. Lett. , 2008, 100:016602.)石墨烯具有相當高的比表面積、良好的導電、導熱性能，這些性能使其在生物
有著廣泛的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供石墨烯作為增強劑在聚合酶鏈式反應中的應用。石墨烯在制備聚合酶鏈式反應增強劑中的應用。所述石墨烯材料在聚合酶鏈式反應中的應用包括以下內容I)石墨烯對于擴增質粒模板的聚合酶鏈式反應的作用。所述石墨烯為化學氧化還原法制備的石墨烯；所述質粒是商品化的質粒；所述聚合酶鏈式反應是多輪聚合酶鏈式反應；所述作用是對聚合酶鏈式反應所擴增的產物的特異性增強的作用。2)石墨烯對于擴增人的基因組模板的聚合酶鏈式反應的作用。所述石墨烯為化學氧化還原法制備的石墨烯；所述基因組是從人體血液中提取的基因組DNA ;所述聚合酶鏈式反應是傳統的聚合酶鏈式反應；所述作用是對聚合酶鏈式反應擴增產物的特異性增強作用。3)石墨烯對于在廣泛的退火溫度下擴增人的基因組模板的聚合酶鏈式反應的作用。所述石墨烯為化學氧化還原法制備的石墨烯；所述廣泛的退火溫度包括25°C到引物的退火溫度之間；所述基因組是從人體血液中提取的基因組DNA ;所述聚合酶鏈式反應是傳統的聚合酶鏈式反應；所述作用是對聚合酶鏈式反應所擴增的產物的特異性增強的作用。本專利技術通過改進后的Hmnmers方法合成氧化石墨，然后利用水合肼合成石墨烯。以商品化的質粒為模板進行傳統的聚合酶鏈式反應和多輪聚合酶鏈式反應，在低于的 HygmL-1濃度范圍內，石墨烯均可增強聚合酶鏈式反應的特異性，甚至進行8輪聚合酶鏈式反應仍然可以得到特異性強的目的產物。以臨床血樣DNA為模板進行傳統的聚合酶鏈式反應，加入石墨烯的PCR反應體系可以得到單一的特異性產物，并且加入石墨烯的反應體系在25°C到引物退火溫度的范圍內仍然可以得到特異性強的目的產物。加入石墨烯的擴增產物經過測序后證實并未對引物的序列和長度產生影響，因此石墨烯可以作為一種性能良好的聚合酶鏈式反應增強劑用于聚合酶鏈式反應中。所述石墨烯增強劑與傳統的PCR增強劑相比有以下優勢I)所述石墨烯材料合成方法簡單，成本低，可以宏量制備。2)所述石墨烯材料可以室溫下長期穩定分散在水溶液中，不需要進行表面修飾， 也無需用穩定劑幫助其分散。3)所述石墨烯材料對商品化的模板和臨床樣品提取的模板都具有增強作用，即表明其對模板的序列無選擇性。4)所述石墨烯材料對于多輪擴增的效果更加顯著，能滿足大量擴增的需要。5)所述石墨烯材料可以在低于引物退火溫度幾十度的范圍內得到特異性強的目的產物，降低了聚合酶鏈式反應對引物的退火溫度的要求，簡化引物設計的步驟。6)所述石墨烯材料不會對產物的序列產生干擾，保證產物序列的準確性。附圖說明圖I為石墨烯對于擴增質粒模板的經典聚合酶鏈式反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為 μ gmL 1 ο圖2是石墨烯對于擴增質粒模板的第二輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖3是石墨烯對于擴增質粒模板的第三輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖4是石墨烯對于擴增質粒模板的第四輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖5是石墨烯對于擴增質粒模板的第五輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖6是石墨烯對于擴增質粒模板的第六輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖7是石墨烯對于擴增質粒模板的第七輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker,C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖8是石墨烯對于擴增質粒模板的第八輪PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為μ gmL'圖9是石墨烯對于擴增人體基因組DNA模板的PCR反應的作用。M表示DNA Marker, C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR產物，單位為 μ gmL 1。圖10為石墨烯對于擴增人體基因組DNA模板在不同退火溫度下的PCR反應的作用。M表示DNAMarker，C表示不加入石墨烯的對照，數字表示加入相應濃度的石墨烯的PCR 產物，單位為μ gmL—1，Tm表示PCR過程中采用的退火溫度。具體實施方式下面通過實施例結合附圖對本專利技術作進一步說明。實施例I :將2g天然石墨粉和Ig硝酸鈉在冰浴中與46mL濃硫酸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
石墨烯在制備聚合酶鏈式反應增強劑中的應用。
【技術特征摘要】
1.石墨烯在制備聚合酶鏈式反應增強劑中的應用。2.如權利要求I所述的應用，其特征在于所述石墨烯對于擴增質粒模板的聚合酶鏈式反應的作用，所述石墨烯為化學氧化還原法制備的石墨烯；所述質粒是商品化的質粒；所述聚合酶鏈式反應是多輪聚合酶鏈式反應；所述作用是對聚合酶鏈式反應所擴增的產物的特異性增強的作用。3.如權利要求I所述的應用，其特征在于所述石墨烯對于擴增人的基因組模板的聚合酶鏈式反應的作用，所述石墨烯為化學氧化還原法制備的石墨烯；所述基因組是從人體血液中提取的基因組DNA ;所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫莉萍，胡楠，賈靜，翁建，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：
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