[發(fā)明專利]超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法、試劑以及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410727573.4
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104458842A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳宇亮;于洪宇;李科錚
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳威芯華創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法、試劑以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生物芯片技術(shù)能實現(xiàn)細(xì)胞、核酸、蛋白質(zhì)、糖類及其他組分的快速、高通量篩選和測試。

其中，DNA電化學(xué)生物傳感器，是生物傳感器中研究最早、應(yīng)用最廣泛的一個分支；它將離子、化學(xué)物質(zhì)的濃度信息轉(zhuǎn)換為電位、電流或電陰/電導(dǎo)等信號，結(jié)合了電分析方法的高靈敏性和生物活性分子的特異性識別能力。目前DNA電化學(xué)生物傳感器已經(jīng)在臨床醫(yī)學(xué)檢驗和遺傳工程、藥物作用機(jī)理和新藥篩選、食品工程和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。比如，基于采用DNA的電化學(xué)生物傳感器通過高特異性識別元件來檢測待分析物的技術(shù)，目前在遺傳疾病、傳染性疾病(常見的甲肝、乙肝、艾滋病毒、結(jié)核桿菌等)的DNA檢測診斷中，正逐漸在取代主流的操作復(fù)雜、檢測過程耗時長的熒光定量PCR的DNA檢測方法。

但，現(xiàn)有DNA電化學(xué)生物傳感器中，常使用工作電極為金電極的傳統(tǒng)三電極系統(tǒng)進(jìn)行檢測。金是一種惰性金屬，不易發(fā)生氧化、水解和其他表面反應(yīng)。但這種金電極制作需要反復(fù)拋光、打磨、清洗、超聲等一系列前處理，且連續(xù)檢測中難以維持響應(yīng)的穩(wěn)定性和長期重現(xiàn)性，常在線分析中不可避免地要受到污染和腐蝕，不利于生物傳感器的小型化和商品化。同時，常見的DNA電化學(xué)生物傳感器在檢測時，由于參與雜交的目標(biāo)物含量過低，并受傳感方法本身靈敏度的限制，往往難以將背景信號與微弱信號區(qū)分開來，導(dǎo)致常規(guī)的DNA電化學(xué)生物傳感器不能用于檢測復(fù)雜生物樣品中的超低含量DNA。目前已有的DNA電化學(xué)生物傳感技術(shù)的檢測精度很難達(dá)到臨床與科研上所需的檢測精度，必需依賴于檢測PCR提前對樣本進(jìn)行擴(kuò)增，再使用傳感技術(shù)進(jìn)行檢測；使電化學(xué)生物傳感器的使用受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)檢測靈敏度上的不足，提供一種超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法、試劑以及系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案如下：

一種超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法，包括如下步驟：

在DNA電化學(xué)傳感器的工作電極上固定DNA捕獲探針；

在所述固定有DNA捕獲探針的工作電極上固定MCH；

將待測的DNA樣本、DNA信號探針添加至所述工作電極上進(jìn)行雜交處理；

檢測雜交處理后所述工作電極的電化學(xué)信號。

本發(fā)明的上述超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法，通過使用MCH(6-巰基己醇)對工作電極封閉，可以屏蔽一些非靶DNA的信號和背景信號，實現(xiàn)對傳感器噪聲信號的降低，提高傳感器靈敏度。

本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種超靈敏的DNA電化學(xué)檢測試劑，包括一端用于與DNA檢測的工作電極結(jié)合、另一端用于接觸DNA信號探針上信號分子的分子導(dǎo)線。

該試劑在檢測的過程中，作為在DNA捕獲探針固定至工作電極上之后，然后分子導(dǎo)線與MCH結(jié)合共同對工作電極進(jìn)行封閉，封閉后其一端用于與DNA檢測的工作電極結(jié)合、另一端用于接觸DNA信號探針上信號分子的分子導(dǎo)線，其接觸信號DNA探針的標(biāo)記信號分子，使得在保證傳感器低噪聲的同時盡可能的接受到靶DNA鏈產(chǎn)生的電化學(xué)信號，提高傳感器靈。

本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種超靈敏的DNA電化學(xué)檢測系統(tǒng)，包括DNA電化學(xué)傳感器，和上述超靈敏的DNA電化學(xué)檢測試劑。

本發(fā)明的上述系統(tǒng)包括具有至少一個三電極的DNA電化學(xué)傳感器和超靈敏的DNA電化學(xué)檢測試劑；其檢測和使用的過程中，以傳感器作為檢測的載體，同時結(jié)合試劑的使用，對傳感器的三電極的工作電極進(jìn)行封閉，通過使用MCH(6-巰基己醇)對工作電極封閉，可以屏蔽一些非靶DNA的信號和背景信號，實現(xiàn)對傳感器噪聲信號的降低，提高傳感器靈敏度。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例超靈敏的DNA電化學(xué)檢測方法中靶DNA形成“L”形下端超長的信號探針鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例超靈敏的DNA電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例超靈敏的DNA電化學(xué)傳感器的三電極材料層示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例超靈敏的DNA電化學(xué)檢測結(jié)果示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。