[發明專利]一種三維可折疊芯片鄰近雜交-電化學發光基因檢測方法

有效

• 申請號: 201910326207.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110042149B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 章春筍;蘇妍
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C12Q1/6837
• 分類號: C12Q1/6837
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發明公開了一種三維可折疊芯片鄰近雜交?電化學發光基因檢測方法。在基因檢測方法上，本發明采用“H”型鄰近雜交策略，使該布芯片具有檢測不同靶DNA的良好通用性。使用多壁碳納米管?殼聚糖修飾布芯片工作電極，修飾方法同樣適用于紙芯片，但布材料的多孔毛細纖維特性使得MWCNTs?CS溶液可以更好地停留在布表面上，因此良好的電極表面修飾易于操作、獲得，從而提高檢測靈敏度。此外，在檢測前，信號探針不經過化學修飾而標記發光基團，因此方法操作簡單，避免了信號探針冗長復雜的修飾過程。本發明的三維三電極布芯片將工作電極限制在一側，將對電極和參比電極限制在另一側，避免工作電極修飾處理時對其它電極造成不利影響。

技術領域

本發明涉及微流控芯片在基因檢測中的應用，具體涉及一種基于三維可折疊芯片的鄰近雜交-電化學發光基因檢測方法。

背景技術

傳統微流控芯片多采用硅、玻璃、高聚合物等材料作為襯底，但這些襯底材料價格相對昂貴。另外，金、鉑、氧化銦錫(ITO)等金屬常被用做芯片電極材料，它們導電性好，但是具有前期處理復雜、費時等缺點。因此，各種纖維材質(紙、布、線等)為襯底的微流控裝置以及絲網印刷電極技術逐漸受到研究者們的極大關注。特別是，纖維材質的柔軟性、可折疊性能為纖維材質芯片提供了更好的發展前景。目前，有許多檢測方法被應用于纖維材質芯片上，如電化學發光、電化學、熒光分析、比色分析等，其中電化學發光方法結合了化學發光和電化學的優點，因其高選擇性、低背景和寬檢測范圍等內在特點而成為強有力的檢測手段，被廣泛運用于各種基因檢測和免疫分析中。

文獻(Paper-based electrochemiluminescence origami device for perteindetection using assembled cascade DNA-carbon dots nanotags based on rollingcircle amplificationg[J].Biosensors and Bioelectronics,2015,68:413-420)公開了一種基于滾環復制信號放大策略的三維紙芯片電化學發光蛋白傳感器。文獻中以量子點作為電化學發光物質，將其標記在信號探針的一端，因此探針設計很復雜。另外，文獻中采用的滾環復制方法需要在酶催化下將dNTPs轉變成單鏈DNA，其反應條件嚴格，反應試劑繁多且過程復雜，因此對實驗人員有一定專業要求。

中國專利ZL 201510246434.4公開了一種合金納米粒子修飾的電致發光細胞傳感紙芯片的制備。該專利將待測細胞與發光物質PtNi@CQDs復合，然后通過篩選的適配體特異性結合腫瘤細胞，該工作需將適配體固定在電極表面上以進行電化學發光檢測，具有良好的特異性和靈敏度。然而，它不足之處是芯片沒有通用性，也即當檢測其他腫瘤細胞時，需要重新篩選適配體、重新進行芯片層層修飾和自組裝過程。

電化學發光檢測基因的方法中，有兩類最常見策略被用來實現靶與探針的結合，其中一類是捕獲探針/靶/信號探針所形成的“三明治”結構，另一類是以捕獲探針和靶之間的一步雜交反應來實現基因檢測。如文獻(Graphene functionalized porous Au-paperbased electrochemiluminescence device for detection of DNA using luminescentsilver nanoparticles coated calcium carbonate/carboxymethyl chitosan hybridmicrospheres as labels[J].2014 Biosensors and Bioelectronics,2014,59:307-313)公開了一種基于“三明治”結構檢測基因的三維紙芯片電化學發光傳感器，其中信號探針標記發光物質CaCO₃/CMC@AgNP_S。但是，以紙纖維為襯底的芯片存在機械強度低、濕強差、不耐用等問題。另外，“三明治”結構使得信號探針的發光基團與電極表面間隔一定距離，不利于電化學發光的電子轉移過程。

發明內容