[發(fā)明專利]多生物靶標快速檢測系統(tǒng)及其應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810051391.4
• 申請日: 2008-11-06
• 公開（公告）號: CN101393201A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 孔祥貴;張友林;曾慶輝;孫雅娟;劉曉敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N33/50
• 分類號: G01N33/50;G01N21/64
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發(fā)明涉及可廣泛適用于分子生物學、生物醫(yī)學、食品檢驗、生物戰(zhàn)劑和環(huán)境監(jiān)測等領域的生物檢測裝置，特別是一種能夠同時實現(xiàn)對多種生物靶標，如細菌、生物戰(zhàn)劑分子、病毒、脫氧核糖核酸(DNA)、多肽、抗原抗體等生物分子進行檢測的快速檢測系統(tǒng)。

背景技術

目前，廣泛使用的基于倏逝波光纖生物傳感器的生物檢測系統(tǒng)，是采用光波在光纖內以全反射方式傳輸過程中產生的倏逝波激發(fā)以生物親和反應而結合于光纖探針表面生物分子上標記的熒光染料。把表面固定了一種捕獲生物分子的光纖探針置于被檢測樣品中，該樣品中如果存在與固定在光纖探針表面的生物分子同種生物物質，則兩者將發(fā)生親和反應形成復合分子，樣品中的被測生物分子則結合到光纖探針的表面。然后再把該光纖探針置于具有熒光染料標記的識別生物分子溶液中，同樣兩者也會發(fā)生特異反應，該溶液中的識別生物分子與光纖生物探針上的復合分子結合，則將熒光染料固定于光纖探針的表面。通過倏逝波激發(fā)光纖探針表面倏逝波場范圍內的熒光染料，從而檢測被檢測分子的生物物質的屬性及其含量。一根光纖只能探測樣品中的一種生物物質的屬性及其含量，而將多根光纖同時置于一個被測樣品中，才能實現(xiàn)同時探測該樣品中多種生物物質的屬性及其含量。目前的多生物靶標檢測，均通過多根光纖探針和多個識別生物分子溶液的組合來實現(xiàn)對于多個生物靶標檢測；現(xiàn)有的另外一種多靶標檢測的方式，是通過單探頭來實現(xiàn)的。但是此種儀器需要多種光源，以及復雜的光路系統(tǒng)，到目前為止，最多只能實現(xiàn)雙靶標檢測。因此目前的多靶標檢測儀器系統(tǒng)復雜，價格昂貴，靈敏度低。導致上述問題的產生，都是由于用于標記生物分子的熒光染料熒光譜線寬、激發(fā)譜線窄和熒光易漂白的缺點，不同種染料分子只能用不同波長光激發(fā)所帶來的。導致了當前基于倏逝波的光纖生物傳感器不能實現(xiàn)單探針多生物靶標的快速檢測和實時監(jiān)測。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：為克服上述已有技術的缺點，以實現(xiàn)對含有多種生物分子的混合溶液能同時進行檢測及實時監(jiān)測，提出一種多生物靶標快速檢測系統(tǒng)。其操作簡單、結果直觀、檢測費用低廉。

本發(fā)明多生物靶標快速檢測系統(tǒng)，包括倏逝波光纖生物傳感器和具有熒光標記的識別生物分子溶液，在所述的倏逝波光纖生物傳感器的一根光纖探針的表面上陣列式分區(qū)植被多種捕獲生物分子，所述的具有熒光標記的識別生物分子溶液是用不同粒徑的量子點分別標記的多種識別生物分子的混合溶液。

本發(fā)明多生物靶標快速檢測系統(tǒng)在快速檢測多種生物分子中的應用，是將所述的倏逝波光纖生物傳感器的光纖探針放入待測溶液中，如果該溶液中存在與光纖探針上捕獲生物分子同種的生物分子，由于生物分子的特異性結合而被捕獲形成復合分子；然后再將光纖生物探針放入所述的識別生物分子溶液中，該溶液中的識別生物分子與光纖生物探針上的相應的復合分子結合，則將其標記的量子點固定在光纖探針上，即可同時根據不同粒徑量子點發(fā)射不同的熒光來同時判定得知被測溶液中多種生物分子的存在。所述的量子點(或稱為半導體納米晶體)是指能夠發(fā)射熒光的具有核殼結構的納米粒子，其核殼由半導體材料包覆而成，其核心部分為CdS、CdSe、CdTe、PbS或PbSe，其發(fā)光顏色因大小不同而異。

由于生物分子的特異結合性，被測溶液中的多種生物分子與一根生物探針上的相應活性捕獲生物分子相結合，而形成復合分子，然后將光纖探針放入具有多種識別生物分子溶液中，識別溶液中的與光纖探針上的相應的復合分子結合，即將標記于相應識別生物分子上的量子點固定在光纖探針上。實現(xiàn)同時根據不同大小粒徑發(fā)射不同的熒光來觀測溶液中多種生物分子的存在和根據不同粒徑大小的量子點的熒光強度的變化演示多元分子的反應過程。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

1.實現(xiàn)了單根光纖探針的多生物靶標的檢測：(1)、由于采用熒光譜線窄、激發(fā)光譜線寬和熒光穩(wěn)定的量子點替代了常規(guī)使用的熒光譜線寬、激發(fā)光譜線窄和熒光易漂白的熒光染料進行生物標記，從而克服了多種熒光染料進行多生物標記時產生的熒光光譜重疊難于分辨的而不能識別的問題；(2)、單根光纖探針上陣列式分區(qū)植被多種生物分子，克服了一根光纖探針只能植被一種生物分子，因而單根光纖只能檢測一種生物靶標的難題。

2.實現(xiàn)了單根光纖生物傳感器多生物靶標的快速檢測。由于多生物靶標采用不同粒徑尺寸的量子點進行熒光標記和單根光纖探針植被了相應的多種異性靶標生物分子，因此，極大地縮短了多種生物靶標多次檢測所需要的時間。