[发明专利]基于量子点的核酸传感器及其制备方法和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物传感器，特别涉及基于量子点的核酸传感器，还涉及该核酸传感器的制备方法和检测方法。

背景技术

在核酸分析领域，核酸传感器作为准确、简便、快速的检测方法，已受到越来越多的关注。其基本原理是将带有标记物的能够识别特定核酸序列的寡核苷酸探针固定于固相支持物上，测定时与待测核酸样品进行杂交反应，并将杂交反应结果转化为可以读取的信号输出，从而实现对待测核酸样品中特定核酸序列的定性或定量检测。

核酸传感器检测时的输出信号可以是电信号或光信号等，这取决于具体所采用的检测技术。荧光共振能量转移(FRET)是指能量从一种受激发的荧光物质(给体)以非辐射的方式转移到另一种荧光物质(受体)的物理现象。当给体的发射光谱与受体的吸收光谱能够有效地重叠，并且给体和受体之间的距离在1～10nm以内，给体和受体之间就会发生FRET，使给体荧光强度降低，受体荧光强度增强或不发射荧光，同时伴随二者荧光寿命的相应缩短和延长。利用生物体自身的荧光或者将有机荧光染料分子标记到研究对象上，FRET技术已被成功地应用于核酸检测、免疫分析、生物大分子相互作用研究等诸多方面。

一个理想的FRET体系，要求给体的发射光谱和受体的吸收光谱有明显的重叠，给体的发射光谱和受体的发射光谱完全分开，在给体的激发波长下对受体无激发。但传统的有机荧光染料吸收光谱较窄，并且吸收峰和发射峰之间的斯托克斯位移较小，在给体的有效激发波长下常常会造成对受体的激发；此外，给体的发射光谱较宽且常常伴有拖尾，经常与受体的发射光谱重叠，造成光谱 干扰；再者，许多有机荧光染料的光漂白和光降解现象比较严重，造成体系不稳定，从而使FRET技术的发展和应用受到一定限制。

量子点的出现为克服以上问题带来了希望。量子点(quantum dots，QDs)是一种直径在1～10nm之间，能够接受激发光产生荧光的半导体纳米颗粒，由周期表中II-VI族或III-V族元素组成。其相对于有机染料具有许多优点：(1)量子点的激发波长范围宽，从紫外区到近红外区，可以用同一波长的光激发不同粒径的量子点，并且可以通过选择合适的激发波长来避免对受体分子的直接激发；(2)量子点的粒径越大，荧光波长越长，可以通过改变量子点的粒径来调节量子点发射光谱与受体吸收光谱的重叠程度，从而可以调节FRET效率；(3)量子点的荧光谱峰狭窄而对称，半高峰宽通常为25～45nm；(4)量子点的发光强度高，对光漂白有强烈的抵制作用。由于这些独特的量子优势，近年来将量子点应用于FRET的研究更为深入，范围不断扩展，但迄今为止，尚未见将量子点制成基于固相支持物的核酸传感器的研究报道。

发明内容

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供第一种基于量子点的核酸传感器，可以实现待测核酸样品中特定核酸序列的准确、灵敏、简便、快速、高通量检测。

为达到此目的，在本发明的第一方面，提供了第一种基于量子点的核酸传感器，包括固相支持物和固定在固相支持物表面的寡核苷酸探针阵列，所述寡核苷酸探针阵列由一种不含自身互补序列的寡核苷酸探针组成，所述寡核苷酸探针一端标记量子点并通过量子点固定在固相支持物的表面。

进一步，所述量子点选自MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、SrS、SrSe、SeTe、CdS、CdSe、CdTe、BaS、BaSe、BaTe、HgS、HgSe、HgTe、PbSe、CaAs、InP、InAs、InCaAs、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS、ZnS/HgS/ZnS/CdS、CdS/ZnS、CdS/Ag2S、CdS/HgS、CdS/HgS/CdS、CdS/PbS、CdS/Cd(OH)₂、CdSe/CuSe、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS、CdSe/HgSe、 CdSe/HgSe/CdSe、CdSe/HgTe、CdTe/HgS、CdTe/HgTe、InAs/ZnSe、InAs/CdSe、InAs/InP、ZnS:Mn、ZnS:Cu、CdS:Mn和CdS:Cu中的任一种，或以上述任一种为核、二氧化硅为壳的核壳型量子点。

本发明的目的之二在于提供所述第一种基于量子点的核酸传感器的制备方法。

为达到此目的，在本发明的第二方面，提供了所述第一种基于量子点的核酸传感器的制备方法，包括以下步骤：

a、制备链霉亲和素标记的量子点；

b、制备不含自身互补序列且一端生物素标记的寡核苷酸探针；