[發明專利]一種通用型化學生物傳感信號指數級放大方法

在審

• 申請號: 201810024492.6
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108287219A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 聶瑾芳;王兵月;張云;陳意靜;黃錦坤
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種通用型化學生物傳感信號指數級放大方法。將樣品溶液與物理包埋釋放劑和信號探針的一號復合功能材料溶液、物理包埋分析物和信號探針的二號復合功能材料溶液混合；樣品中的分析物通過依次原位激發分析物?一號復合功能材料反應與釋放劑?二號復合功能材料反應的雙重反應，使反應溶液中信號探針濃度實現快速指數級增大。該信號探針濃度與樣品中分析物濃度成正比。針對不同類型的信號探針選擇合適的信號量測方法，即能高靈敏測定樣品中分析物濃度。本發明具有反應快速、能獲得指數級信號放大等突出優點；能直接推廣應用于醫學診斷、環境監測、食品安全等諸多領域。

技術領域

本發明屬于化學生物傳感技術領域，具體涉及一種通用型化學生物傳感信號指數級放大方法。

背景技術

化學生物傳感技術是化學、生物學、物理學等多學科交叉融合而發展起來的一個新興而活躍的研究領域。一般而言，化學生物傳感技術是以生物活性單元（如蛋白質、核酸、酶、微生物、細胞、組織等）作為特異性生物識別元件，結合物理或化學轉換元件（如電化學電極、光學檢測元件、微/納米檢測探針、壓電石英晶體、紙微流控分析裝置等），對目標物進行選擇性檢測?；瘜W生物傳感技術已在醫學診斷、食品分析和環境監測等領域獲得廣泛的應用。目前的化學生物傳感技術主要包括電化學傳感技術、熒光傳感技術、化學發光傳感技術、質量傳感技術、比色傳感技術等。然而，絕大多數現有技術的美中不足之處在于它們僅能獲得μmol/L至nmol/L范圍的檢測靈敏度、且往往只適用于某一特定的信號量測方法。

發明內容

本發明的目的是針對大多數現有技術的不足，提供一種通用型化學生物傳感信號指數級放大方法。

本發明的思路：首先分別制備同時物理包埋釋放劑與信號探針的一號復合功能材料、同時物理包埋分析物與信號探針的二號復合功能材料；分析時，將含有分析物的樣品溶液與一號復合功能材料溶液、二號復合功能材料溶液混合；樣品中的分析物與一號復合功能材料先發生特異性識別反應以使后者包埋的釋放劑與信號探針大量游離到溶液中；每一個釋放劑隨后原位與二號復合功能材料發生特異性識別反應以使后者包埋的分析物和信號探針大量游離到溶液中；而所釋放的每一個分析物進一步激發分析物-一號復合功能材料反應與釋放劑-二號復合功能材料反應的雙重反應，使得最終反應溶液中信號探針濃度實現快速指數級增大。該信號探針濃度與樣品中分析物濃度成正比。針對不同類型的信號探針選擇合適的信號量測方法，即可高靈敏測定樣品中分析物濃度。

具體步驟為：

（1）將含有分析物的樣品溶液與同時物理包埋釋放劑與信號探針的一號復合功能材料溶液、同時物理包埋分析物與信號探針的二號復合功能材料溶液混合，樣品中的分析物與一號復合功能材料先發生特異性識別反應以使后者包埋的釋放劑與信號探針大量游離到溶液中，每一個釋放劑隨后原位與二號復合功能材料發生特異性識別反應以使后者包埋的分析物和信號探針大量游離到溶液中，而所釋放的每一個分析物進一步激發分析物-一號復合功能材料反應與釋放劑-二號復合功能材料反應的雙重反應，使得最終反應溶液中信號探針濃度實現快速指數級增大。

（2）結合現有信號量測方法對步驟（1）所得信號探針進行量測，以測定樣品中分析物濃度。

所述分析物是指無機離子、有機離子、小分子、蛋白質、核酸、細胞、病毒和細菌中的一種。

所述釋放劑是指無機離子、有機離子、小分子、蛋白質、核酸、細胞、病毒和細菌中的一種。

所述信號探針是指尺寸在1 nm—10 μm范圍的微米和納米級光學材料、熒光染料、能吸收可見光的顯色分子、電活性分子、磁性分子、小分子、無機離子和有機離子中的一種。

所述特異性分子識別反應是指抗原-抗體之間的免疫反應、核酸之間的雜交反應、分析物與其核酸適配體之間的結合反應、酶與底物之間的催化反應、以及分析物與其分子印跡材料之間的結合反應中的一種。