[发明专利]DNA液晶生物传感器及其制备方法和检测方法

说明书

本发明公开了一种DNA液晶生物传感器包括捕获探针和隔离探针混合固定于表面镀有一层纳米级厚度金膜的玻片上而制成的工作片基，所述捕获探针由含有m个腺嘌呤A和与待检测物特异性识别结合的一段碱基序列P组成，并标记为A_mP₁；所述隔离探针含有n个腺嘌呤A的多聚腺嘌呤，并标记为A_n，所述m为正整数，所述n为自然数。同时公开了该DNA液晶生物传感器的制备方法和检测方法。本发明一种DNA液晶生物传感器及其制备方法和检测方法，得到的DNA液晶生物传感器除具有液晶传感器相同的优点，探针无需任何化学修饰，高效识别被测物，简化制备步骤；降低制作成本；本发明还可应用于基于核酸杂交以及核酸适配体分子识别机理为基础的生物分子检测。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体的说，涉及一种DNA液晶生物传感器及其制备方法和检测方法。

背景技术

脱氧核糖核酸(DNA)，一种内含遗传信息的生物大分子，控制着生物发育及生命机能运作，能直接影响人类遗传和健康。因此，DNA的检测在许多领域如：临床诊断、医药研究、农业生产、食品安全、环境监护等中扮演着极其重要的角色。

传统DNA检测技术有：PCR、化学发光分析、电泳相关技术等。然而这些技术操作繁琐、步骤繁多，且必须有昂贵专业仪器设备或专业人员的配置，难以进行远离实验室的原位、实时检测。

DNA生物传感器是近年来新发展出的一种分析检测技术，其基本原理源于DNA分子碱基间的互补配对，并将这一杂交信息转变为光、电、声等易于检测信号。与传统的检测技术相比，DNA生物传感检测方法具有快速、灵敏、操作简便等优点。

目前普遍采用的DNA生物传感器主要包括以下几种类型：电化学型、荧光型、压电晶体型等。压电晶体型DNA生物传感器由于其自身的结构特点，存在着不易微型化、阵列化，检测下限偏高等问题；电化学的DNA生物传感器具有高灵敏度及成熟的电极理论，但该类传感器也存在难于阵列化的缺点，不适于开发下一代高通量DNA传感器；荧光DNA生物传感器具有高灵敏、易微型化、易阵列化等优点，但存在DNA探针需要荧光标记，荧光标记不但提高了传感器的制造成本，还会影响DNA杂交效率存在着荧光猝灭、光致漂白等问题。另外，荧光DNA生物传感器需昂贵的荧光读取装置。

液晶传感器由于具有无需标记，灵敏度高，构造简单，易于微型化与阵列化。无需复杂读取装置肉眼可直接观察光学信号变化等优势。近年来，引发了科学家的广泛关注。

DNA生物传感器的构建中，DNA捕获探针固定方法的选取会直接影响传感器的检测性能、制作成本等。目前研究报道的DNA液晶生物传感器中，为将DNA探针固定于传感器基底，需要分别对DNA探针和基底进行一定的化学基团修饰(如在DNA探针末端修饰上巯基、氨基、亲和素等，在基底上修饰APTES、TEA等)，通过DNA探针上修饰基团与基底上修饰基团的反应，实现DNA探针的固定。上述针对DNA的基团修饰不仅提高了传感器制作成本，DNA探针的杂交效率还会受到其上修饰基团的影响。同时，这类固定方式步骤繁多，会影响传感器的可重复性。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种DNA液晶生物传感器及其制备方法和检测方法，得到的DNA液晶生物传感器除具有液晶传感器相同的优点外，还具有以下优点：发明中捕获探针无需采用任何化学修饰，既能保证捕获探针高效识别被测物，又可以简化传感器制备步骤；另外，捕获探针既充当液晶的取向分子又作为待测物的识别分子，进一步简化了传感器制作成本和制备步骤；本发明还可应用于基于核酸杂交以及核酸适配体分子识别机理为基础的生物分子检测。