[发明专利]电化学DNA检测

说明书

公开了电化学DNA检测方法，其包括以下步骤i)用至少一个扩增引物扩增靶DNA，其中所述至少一个扩增引物通过其5′末端与标记化学地连接；ii)使扩增产物变性以产生两个单链DNA(ssDNA)分子，其中至少一个是5′标记的；iii)将所述扩增产物的5′标记的ssDNA分子与互补寡核苷酸捕获探针杂交，所述互补寡核苷酸捕获探针通过其3′末端附接至电极；以及iv)确定与杂交产物相关联的标记的存在；其中与所述互补寡核苷酸捕获探针杂交的ssDNA分子内5′末端和杂交区域的第一个核苷酸之间的距离由0‑280个核苷酸组成。还公开了盒装置、操作装置、控制操作装置的方法以及实施所述方法的计算机程序，其适合于执行这些步骤。

技术领域

本公开涉及电化学DNA检测方法。进一步地，本公开涉及盒装置、操作装置、控制操作装置的方法以及实施这些方法的计算机程序，所述装置、方法和程序适合于执行上述电化学DNA检测方法。

背景技术

最近，微阵列技术已开发以促进大规模核酸分析，使得能够同时分析数千个DNA序列(参见例如美国专利号5,445,93或WO2007017699A2)。术语微阵列旨在表示对许多小斑点的分析。它通常在固体支持物上进行，且也可以小规模进行。微阵列技术已成功应用于多个领域，例如人乳头瘤病毒(HPV)诊断中(参见专利公开WO0168915和专利公开号CA2484681)。

然而，使用微阵列技术仍然存在缺点，因为需要昂贵的设备和费力的操作。例如，CombiMatrix微阵列和ElectraSense微阵列是具有12,544个电极的互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片，所述12,544个电极可以单独寻址或在用户定义的组中寻址(参见US 20110281766A1)。这些阵列可作为定制DNA芯片可商购，其具有在每个电极处使用顺序电化学反应以添加亚磷酰胺而产生的不同核酸探针序列。可以在CombiMatrix的微阵列读数器上使用花青素(Cy)染料和荧光扫描仪检测仪，或者备选地，使用辣根过氧化物酶(HRP)和酶增强电化学检测(ECD)检测探针的杂交。CombiMatrix微阵列支持用户定义的DNA探针的原位电化学合成。CombiMatrix微阵列最初被开发为高度多路复用的电化学平台。原始互补金属氧化物(CMOS)微阵列具有1,000个铂(Pt)电极(1K微阵列)，并且其用于开发在各个电极上的不同DNA探针的原位电化学合成。使用酶增强电化学检测(ECD)(Dill,K.；Montgomery,D.D.；Ghindilis,A.L；Schwarzkopf,K.R.Immunoassays and sequence-specific DNA detection on a microchip using enzyme amplified electrochemicaldetection.J Biochem.Biophys.Methods 2004,59,181-187)来检测与这些探针的杂交。12K微阵列作为定制基因芯片可商购，所述定制基因芯片已用于多种基因组测定(例如基因分型、基因表达、SNP分析等)。

MICHAEL J.LODES等，“Identification of Upper Respiratory TractPathogens using electrochemical detection on an oligonucleotide microarray”，PLOS ONE，第2卷，第9期，2007年9月26日，第e924页，公开了电化学DNA检测方法，所述方法包括以下步骤：(i)用一对扩增引物扩增靶DNA，其中所述引物中的至少一个通过其5'末端与标记化学地连接；(ii)将扩增产物的5'标记的ssDNA分子与至少一个互补寡核苷酸捕获探针杂交。捕获探针使用Combimatrix在阵列上合成；(iii)确定与杂交产物相关联的标记的存在。

在即时诊断(point-of-care diagnosis)领域，需要便携式设备，并且它还必须具有稳健、灵敏、易于操作的系统，但不损害诊断的可靠性。

发明内容