[发明专利]一种检测癌细胞的免标记均相电化学生物传感方法

说明书

本发明属于细胞检测技术领域，涉及一种检测癌细胞的免标记均相电化学生物传感方法。本发明采用已被核酸适配体功能化的DNA四面体纳米结构探针(Apt‑DTNs)与癌细胞特异性结合，分离癌细胞和结合到癌细胞表面的Apt‑DTNs探针后，溶液中剩余的Apt‑DTNs探针浓度发生变化；加入电活性物质后，由于电活性物质嵌入到Apt‑DTNs中，从而导致游离的电活性物质浓度发生变化，通过电化学检测获得信号值，经数据处理后获得癌细胞的存在情况和存在数量。本发明的基于Apt‑DTNs的免标记均相电化学传感方法，在不固定任何生物识别分子的前提下，可直接检测电活性分子的电流信号，无需标记DNA，具有成本低、操作简单等优点。

技术领域

本发明属于细胞检测技术领域，涉及一种检测癌细胞的免标记均相电化学生物传感方法。

背景技术

癌症是严重危害人类健康的重大疾病，是致人死亡的主要原因之一，其发病率呈逐年上升趋势。癌症的早期发现和诊断对其预防和治疗至关重要。研究表明若能早期发现并及时治疗，可大大提癌症的治愈率和生存率。因此，建立简单、快速、灵敏的癌细胞检测方法具有重要意义。常用检测癌细胞的方法主要有：荧光法、表面增强拉曼散射、酶联免疫、色谱法、放射性免疫与成像技术。但是这些方法或准确度欠佳、灵敏度不够；或步骤冗长、操作繁琐；或依赖大型仪器、分析成本高昂，难以满足日益增长的准确、简单、快速、高灵敏、高特异性检测癌细胞的需求。

电化学生物传感方法是最新兴的一类生物传感方法。相对于其它生物传感方法而言，具有实验设备简单、反应快速、高灵敏性，易实现设备小型化的特点。然而，传统电化学生物传感方法需要通过一系列步骤将识别探针固定到电极表面，其过程繁琐、耗时，大大增加了实验难度。基于电极的均相电化学分析方法受到广泛关注。该类传感方法省去了识别探针的固定步骤，可通过均相溶液中发生的生化反应调节电活性物质与电极之间的距离，进而影响两者之间的电子传递，最终实现目标物的电化学检测。均相电化学分析方法不仅缩短了操作过程和响应时间，而且提高了目标物与识别探针的绑定结合效率，有利于检测灵敏度的提高；同时大大降低了实验难度，实现了操作简单且省时的目的。

然而，大多数已报道的均相电化学生物传感方法需要将电活性的信号分子标记在识别探针上，这样就存在标记复杂且成本高的问题，限制了其进一步发展和广泛应用。因此，开发稳定，简便，免标记的均相电化学策略用于癌细胞检测势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，构建了一种基于核酸适配体功能化的DNA四面体纳米结构探针的免标记均相电化学生物传感方法。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

本发明提供了一种检测癌细胞的免标记均相电化学生物传感方法，采用已被核酸适配体功能化的DNA四面体纳米结构探针，命名为Apt-DTNs探针，与癌细胞特异性结合，分离癌细胞和结合到癌细胞表面的Apt-DTNs探针后，溶液中剩余的Apt-DTNs探针浓度发生变化；加入电活性物质后，由于电活性物质嵌入到Apt-DTNs中，从而导致游离的电活性物质浓度发生变化，通过电化学检测获得信号值，经数据处理后获得癌细胞的存在情况和存在数量。

其中，所述Apt-DTNs探针包括DNA四面体骨架以及可与靶蛋白识别并结合的核酸适配体序列，核酸适配体序列位于DNA四面体骨架的顶角；所述DNA四面体骨架由四条相互互补的核酸双链及未配对的单碱基构成。

优选地，所述DNA四面体骨架由四条单链DNA进行互补配对组装而成，DNA四面体骨架每条边均由17对脱氧核糖核苷酸通过碱基互补配对形成，核酸适配体序列通过若干重复排列的脱氧核糖核苷酸与单链DNA相连。

具体的，所述核酸适配体序列为与癌细胞表面过表达的蛋白质发生特异性识别并结合的一段核酸序列。