[發明專利]一種仿生類細胞結構傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011054573.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112143831A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 羅陽;趙賢賢;張亮亮;陳曉輝
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C12Q1/70
• 分類號: C12Q1/70;C12Q1/6825;G01N21/64;C12R1/93
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明提供了一種仿生類細胞結構傳感器及其制備方法和應用，屬于生物傳感器技術領域。其由脂質體，在其表面的蛋白受體，包封在其中的CRISPR?Cas系統組成。制備方法為：向脂質體中加入表面活性劑，然后加入蛋白受體，再導入CRISPR?Cas系統，振蕩，去除活性劑，即得。本發明的仿生類細胞結構傳感器用于檢測殼核病毒，借助病毒與仿生類細胞之間的蛋白結合，使病毒與類細胞結構進行膜融合，從而將其中的核酸序列導入類細胞結構中，觸發其中CRISPR?Cas系統的切割，較傳統方法展現出更高的檢測靈敏性，避免了核酸提取帶來的誤差和生物安全隱患，在檢測殼核病毒領域，具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明屬于生物傳感器技術領域，具體涉及一種仿生類細胞結構傳感器及其制備方法和應用。

背景技術

2019-nCoV是一種極具感染性的病毒，自新型冠狀病毒肺炎疫情爆發以來，短短數周內，確診感染患者病例已達到驚人的兩萬多例。世界衛生組織將新型冠狀病毒疫情列為“國際關注的突發公共衛生事件”，引起世界各國的重大關切。因此，實現新型冠狀病毒感染的早期檢測對于盡早確定感染人群，降低防疫風險和提高救治效果具有重要社會和經濟價值。

為提高檢測效率，基于冠狀病毒及其RNA核酸的特點，針對其特異性開放閱讀框和N基因序列特點，國家衛生健康委員會和疾病預防控制中心(CDC)在第一時間公布了基于熒光定量PCR(RT-PCR)技術的檢測序列和探針。多家企業均報道其開發出對冠狀病毒核酸的快速識別與檢測技術，多種病毒核酸檢測試劑盒也已經應用于臨床。然而，新型冠狀病毒的遺傳物質是單股正鏈RNA，其遺傳信息豐富，相較于雙鏈DNA穩定性差，在人體或脊椎動物體內大量復制時極易發生突變而快速進行自然選擇，并進化出超強的適應力和耐受力，以適應不斷變化的周圍環境。這一特點不僅為抗病毒藥物和疫苗的研發帶來巨大挑戰，同時也為病毒核酸的超敏識別提出了強有力的挑戰。

目前，RT-PCR、RNA印記雜交、DNA印記雜交等技術是病毒RNA檢測的主要方法，各種方法互有優劣。其中，RT-PCR方法因其高特異性和高靈敏度而被廣泛用于RNA的檢測，但操作過程中引物設計復雜、需逆轉錄和溫度循環、且需昂貴儀器，從而限制了該方法的使用。RNA印記雜交和DNA印記雜交技術具有耗時長、通量低、靈敏度低且耗樣量大等缺點，不適于對病毒RNA進行常規分析。

近年來，生物傳感技術在病毒RNA的檢測中得到了較好的應用。與傳統的RNA檢測方法相比，生物傳感檢測具有簡單、快速、靈敏、樣品用量少、易于小型化等優點而受到人們的廣泛重視。目前已報道的RNA檢測傳感器主要有比色、電化學、熒光等。基于吡咯烷肽核酸誘導的納米顆粒聚集，Prinjaporn Teengam等開發出一種紙基比色核酸檢測技術，可實現對MERS-CoV核酸的可視化檢測，其檢測限達到1.53nM；Yanik等開發了一種基于光流態納米等離子體的無標記生物傳感器，可用于生理學介質中Ebola的核酸檢測，具有檢測通量高、檢測限低等特點和臨床轉化的潛能。

盡管應用于臨床的生物傳感技術等病毒核酸檢測手段在病毒RNA檢測方面取得一定的進展，但均需對病毒中的RNA進行預先提取，這存在著三個問題：

1、提取過程難以保證所有的核酸均提取到，并且有可能會影響病毒RNA的活性，從而影響最終的檢測結果。

2、提取所得RNA不能長期保存，極易降解，這也進一步增加了檢測過程中的難度。

3、提取過程需要獨立于檢測過程，在操作中需要開蓋處理，這一過程在檢測高度傳染性樣本時，會顯著增加操作者的生物安全風險。

因此，開發無需核酸提取的直接、高效、超敏冠狀病毒核酸識別技術發展生物樣品中miRNA超靈敏的檢測方法具有十分重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種仿生類細胞傳感器及其制備方法和應用。