[發(fā)明專利]光電化學生物傳感平臺及構建方法與其在piRNA檢測中的應用

有效

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• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114235926B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設計）人: 蔣妍彥;杜魯濤;孫志偉;童堯;李輝;王鳳龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N21/76;C01B25/02;C01B25/00;C01B19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發(fā)明屬于電子核心及生物醫(yī)藥技術領域，涉及敏感元件的制造及基因檢測，具體涉及光電化學生物傳感平臺及構建方法與其在piRNA檢測中的應用，包括電極，電極表面依次附著光敏層、金納米顆粒層，金納米顆粒層通過連接鏈連接納米二氧化硅；光敏層的材質(zhì)為黑磷/紅磷異質(zhì)結與碲化鉍的雜化體，連接鏈由DNA探針1與DNA探針2互補雜交形成，DNA探針1與金納米顆粒層連接，DNA探針2與納米二氧化硅連接；連接鏈能夠識別靶piRNA，識別靶piRNA后DNA探針1與DNA探針2解旋，DNA探針2與納米二氧化硅從電極表面釋放，且DNA探針1與靶piRNA互補雜交。本發(fā)明能夠靈敏檢測血清中的piRNA。

技術領域

本發(fā)明屬于電子核心及生物醫(yī)藥技術領域，涉及敏感元件的制造及基因檢測，具體涉及光電化學生物傳感平臺及構建方法與其在piRNA檢測中的應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經(jīng)成為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

piRNA是一種能夠與piwi蛋白相互作用的非編碼小RNA。piRNA充當piwi蛋白的向?qū)В糜谡{(diào)節(jié)靶基因的表達以及轉錄和轉錄后水平的修飾。piRNA不僅在調(diào)節(jié)生殖方面發(fā)揮重要作用，而且在遺傳、發(fā)育、癌癥等疾病中也發(fā)揮著重要作用，因而被認為是一類很有前途的生物標志物。所以需要提供一種新的靈敏檢測piRNA的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供光電化學生物傳感平臺及構建方法與其在piRNA檢測中的應用，能夠靈敏檢測血清中的piRNA。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一方面，一種光電化學生物傳感平臺，包括電極，所述電極表面依次附著光敏層、金納米顆粒層，金納米顆粒層通過連接鏈連接納米二氧化硅；所述光敏層的材質(zhì)為黑磷/紅磷異質(zhì)結與碲化鉍的雜化體，所述連接鏈由DNA探針1與DNA探針2互補雜交形成，所述DNA探針1與金納米顆粒層連接，所述DNA探針2與納米二氧化硅連接；所述連接鏈能夠識別靶piRNA，識別靶piRNA后DNA探針1與DNA探針2解旋，DNA探針2與納米二氧化硅從電極表面釋放，且DNA探針1與靶piRNA互補雜交。雙鏈特異性核酸酶能夠特異性切割DNA探針1與靶piRNA所形成互補雙鏈中的DNA探針1，靶piRNA被釋放并能夠繼續(xù)與另一連接鏈的DNA探針1結合并釋放DNA探針2和納米二氧化硅，形成反應循環(huán)。

本發(fā)明利用黑磷/紅磷異質(zhì)結@碲化鉍雜化體作為光敏材料，利用DNA探針1與DNA探針2形成的連接鏈，實現(xiàn)雙鏈特異性核酸酶促信號放大的目的，最終實現(xiàn)對靶piRNA的特異性、超靈敏檢測。

另一方面，一種上述光電化學生物傳感平臺的構建方法，包括以下步驟：

以黑磷/紅磷異質(zhì)結與碲化鉍的雜化體作為光敏材料，在電極表面制備光敏層，在光敏層表面沉積金納米顆粒層獲得光響應層；

將DNA探針1與DNA探針2孵育互補，添加納米二氧化硅，通過化學反應使DNA探針2與納米二氧化硅連接獲得復合探針體系；

將復合探針體系與光響應層進行混合孵育，使DNA探針1與金納米顆粒層與連接，即得。

第三方面，一種上述光電化學生物傳感平臺在piRNA檢測和/或在搭建檢測piRNA系統(tǒng)中的應用。

第四方面，一種piRNA的檢測方法，將待測液和雙鏈特異性核酸酶滴加上述光電化學生物傳感平臺上進行孵育，將孵育后的光電化學生物傳感平臺作為工作電極進行光電化學檢測。

第五方面，一種piRNA的檢測試劑盒，包括上述光電化學生物傳感平臺和雙鏈特異性核酸酶。

本發(fā)明的有益效果為：