[發明專利]一種基于晶體生長的QCM信號放大方法

在審

• 申請號: 201910683624.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN111537602A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 劉麗賞;吳從從;陳晉榮;程奕涵;張書圣
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種基于晶體生長的QCM信號放大方法，屬于生物檢測技術領域。本發明通過在晶體表面修飾不同比例的官能團，制備出相應混合官能團的自組裝膜，該自組裝膜可以定量調控石英晶體微天平晶片表面晶體的生長；表面結晶的量與?COOH/?N(CH₃)₃比例之間呈現良好的線性關系；寡聚核苷酸鏈誘導產生的結晶將共振頻率變化信號放大了將近1000倍。

技術領域

本發明涉及生物檢測技術領域，更具體的說是涉及一種基于晶體生長的QCM信號放大方法。

背景技術

石英晶體微天平(QCM)分析方法是一種操作方便的檢測方法，具有無需標記、實時檢測表面結合反應的優點，已經在生物化學分析中廣泛應用。石英晶體微天平傳感器具有高精度、高靈敏度和高穩定性的特點，可以檢測到納克以下的數量級。石英晶體微天平傳感器不僅可以提供有關吸附過程的動力學信息，還可以提供最后形成的吸附層的表面覆蓋度的信息。動力學參數可以通過頻率-時間的圖表獲得，晶片頻率會隨著所吸附物質的質量的變化而變化，最后可以通過下降的總頻率計算出所吸附物質的質量。主要有兩種方法將分析物傳送入傳感器中，然后測量晶片的共振頻率的變化。其中一種方法成為“浸漬和干燥”法，這種方法是通過測量兩次晶片的共振頻率，兩次測量分別是在目標分析物連接到探針修飾的晶片之前和之后，通過兩次共振頻率變化的差值計算晶片吸附的質量。另外一種方法是流式注射分析系統，將分析物傳送入傳感器中并測量其頻率的變化。小體積的樣本通過流式注射分析系統將分析物傳送入傳感器中，在傳感器中振蕩回路與頻率轉換器連接，將質量的變化轉換為共振頻率的變化，最后頻率轉換器與電腦連接，將共振頻率的變化以數據的形式在電腦上顯示出來。這種方法可以實現數據的在線分析獲得實時數據，這有利于研究鍵合體系由低到高的結合度。石英晶體微天平可以測量鍵合反應的共振頻率變化和能量損耗的數據。

但是石英晶體微天平在檢測小分子質量的分析物或者低濃度的大分子質量的分析物時，都不能得到很好的信號響應；為了提高石英晶體微天平的靈敏度就需要擴大信號響應。

因此，提供一種基于晶體生長的QCM信號放大方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于晶體生長的QCM信號放大方法，通過對晶體表面結晶物質的生長進行控制，從而達到質量擴增的目的，實現石英晶體微天平的微量分析。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于晶體生長的QCM信號放大方法，具體操作步驟如下：

(1)晶片的清洗；

(2)晶片的自組裝膜修飾：將清洗干凈的晶片平鋪在小燒杯底部，將不同配比的-N(CH₃)₃和-COOH的混合溶液加入小燒杯中，在氣浴恒溫振蕩器中保持37℃反應12h；反應結束后，將晶片取出，用無水乙醇沖洗掉晶片上未反應的物質；將晶片在氮氣氛圍中吹干，得到自組裝膜修飾的晶片；

(3)結晶：取出自組裝膜修飾的晶片，安裝在石英晶體微天平檢測系統的開放式檢測池中，打開QCM軟件，預熱至37℃，并開始測量；當共振頻率在空氣中穩定在±2Hz內時，在開放式檢測池中加入500μl 6mM CaCl₂溶液，當共振頻率穩定在±2Hz內后，在反應空間內加入過量的碳酸銨固體粉末，用一個載體盛放置于氯化鈣溶液附近，營造一種二氧化碳的氛圍，為氯化鈣的結晶提供反應物二氧化碳；通過石英晶體微天平傳感器記錄下具有不同修飾的石英晶體微天平晶片表面的結晶化過程中的信號響應，當信號達到穩定后，保存數據。