[發(fā)明專利]一種具有多層結(jié)構(gòu)的閱讀器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710011028.5
• 申請(qǐng)日: 2007-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101105453A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹望和;羅昔賢;付姚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N33/48;C12Q1/00
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 衛(wèi)茂才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于生物分子免疫標(biāo)記技術(shù)的閱讀器，特別是一種具有多層結(jié)構(gòu)的閱讀器。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代生物學(xué)，醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，后基因組，功能蛋白質(zhì)組的研究發(fā)展非常迅速，產(chǎn)生了越來(lái)越多的生物學(xué)數(shù)據(jù)。生命科學(xué)研究正在經(jīng)歷從探究方式向以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的研究方式轉(zhuǎn)變，生物學(xué)數(shù)據(jù)的采集、處理和運(yùn)用方法的改進(jìn)與創(chuàng)新也就越來(lái)越迫切。為了研究蛋白質(zhì)等生物大分子的細(xì)胞定位、相互作用及其動(dòng)態(tài)變化，生物科研人員急需新技術(shù)和新材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)等生物大分子的“閱讀”。但以抗原-抗體特異性結(jié)合原理為基礎(chǔ)的各種免疫學(xué)檢測(cè)方法中，由于抗原-抗體反應(yīng)后形成的復(fù)合物本身無(wú)色，無(wú)法直接觀察，因而需借助某些化學(xué)基團(tuán)染色，使其得以顯示，以利于顯微鏡下觀察或成像，即便于“閱讀”。免疫標(biāo)記技術(shù)就是這樣一種“閱讀”技術(shù)，它是運(yùn)用熒光素、酶、膠體金及其它物理、化學(xué)和生物發(fā)光劑作為示蹤物，并結(jié)合熒光顯微鏡、酶標(biāo)測(cè)量?jī)x、射線測(cè)量?jī)x等儀器對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞、亞細(xì)胞、超微結(jié)構(gòu)以及在分子水平上對(duì)目標(biāo)基因序列，目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行定性、定位的研究。在臨床分子病理診斷和研究、新基因和蛋白功能的探索、以及在研究生物大分子在細(xì)胞中的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)、分布、以及在生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中得到實(shí)際應(yīng)用。

傳統(tǒng)的免疫標(biāo)記技術(shù)如同位素法、化學(xué)熒光法、化學(xué)發(fā)光法、酶標(biāo)等顯示方法進(jìn)行“分子識(shí)別”，然后用精密的掃描儀或CCD攝像技術(shù)記錄，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理以得到綜合信息。人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的免疫標(biāo)記技術(shù)具有3個(gè)明顯缺點(diǎn)：即生物體的自發(fā)光、光漂白和需要在線監(jiān)測(cè)。近十年內(nèi)，先進(jìn)的“閱讀”技術(shù)在國(guó)際上相繼出現(xiàn)，如熒光團(tuán)Cy-5，納米金，半導(dǎo)體量子點(diǎn)CdSe等，解決了光漂白問(wèn)題。但這些“閱讀”技術(shù)都有其競(jìng)爭(zhēng)性，局限性，如量子點(diǎn)技術(shù)存在制造成本高、材料本身有毒性的問(wèn)題，能否推廣和最終能否實(shí)用最近已有不少學(xué)者提出質(zhì)疑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新的“閱讀”技術(shù)，具體的說(shuō)，是一種具有多層結(jié)構(gòu)的生物分子閱讀器，該閱讀器具有性能好、功能強(qiáng)、成本低、易操作且探測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種具有多層結(jié)構(gòu)的閱讀器，該閱讀器最內(nèi)層為光頻率轉(zhuǎn)換材料1，在光頻率轉(zhuǎn)換材料1的外部包覆一層含OH基團(tuán)的活化層2，包覆方式可以是全包或點(diǎn)狀包覆，在活化層2的外部通過(guò)物理吸附或化學(xué)共價(jià)形式連接一層功能基團(tuán)層3，功能基團(tuán)為含有胺基、羧基、硫氫基、或醛基的功能基團(tuán)中的一種或多種；平均粒徑范圍為20nm～1μm；在功能基團(tuán)層3的外層，通過(guò)生物分子固定技術(shù)，將生物分子與該閱讀器連接，通過(guò)檢測(cè)頻率轉(zhuǎn)換材料2頻率的變化，“閱讀”被固定在該閱讀器上的生物分子、臨床手術(shù)(如腫瘤/塊切除)成像。所述的含OH基團(tuán)的活化層2為水合氧化鋁、水合氧化硅、硅酸、水合硅鋁氧化物、水合氧化鋅、水合稀土氧化物、水合氧化鐵、水合氧化鈷、油酸中的一種或多種。所述的生物分子為蛋白質(zhì)、抗體/抗原、酶、核酸、DNA、RNA、細(xì)胞組織、腫瘤組織等。

對(duì)于光頻率轉(zhuǎn)換材料1主要有兩類：一類是將高頻率(如藍(lán)紫可見(jiàn)光)轉(zhuǎn)換為低頻率(如藍(lán)、綠、紅、紅外)，另一類則相反，低頻率(如紅外)轉(zhuǎn)換為高頻率(如可見(jiàn)光子)。

將高頻率轉(zhuǎn)換為低頻率，要求所選擇的光頻率轉(zhuǎn)換材料1有較寬的吸收頻率，而且，盡量接近能量較低的藍(lán)紫光區(qū)，同時(shí)，它本身的化學(xué)性質(zhì)也要求穩(wěn)定。這樣，它對(duì)要固定的生物分子的損傷要小一些、靈敏度高一些，而且應(yīng)用范圍更廣。這樣的頻率轉(zhuǎn)換材料有：