[发明专利]脱氧核糖核酸纳米传感器及其用于致病实体的检测方法

说明书

本发明属于生物传感器和病毒抑制剂领域。尤其涉及一种脱氧核糖核酸纳米结构传感器及其用于致病实体的检测方法。包括以下步骤，识别和分析致病实体表面配体的模式；针对致病实体表面配体图案，设计DNA纳米结构；合成或选择针对致病结构域的粘合剂，以实现致病实体表面配体的高效匹配；将粘合剂结合到DNA纳米结构上，形成多价DNA纳米结构粘合剂复合物；将多价DNA纳米结构粘合剂复合物结合到致病实体表面配体上，以检测或/和抑制疾病。可直接用于检测致病实体DEC,检测灵敏度及效率更高，耗时更短，对医疗设备的要求更低，价格更加低廉；对致病实体的检测适应性更广。

技术领域

本发明属于生物传感器和病毒抑制剂领域。尤其涉及一种脱氧核糖 核酸纳米结构传感器及其用于致病实体的检测方法。

背景技术

在当今世界，新病原体的大量出现需要一个更智能的相关疾病诊断 方法，这给临床医师和医生在临床方法上带来了许多挑战。根据世界卫 生组织的研究，2015年全世界大约有5640万人死亡，其中超过一半的死 亡是由前10大原因造成的。这些原因包括缺血性心脏病和中风、慢性阻 塞性肺病、肺癌、糖尿病、痴呆、下呼吸道感染、腹泻、肺结核和道路 损伤。然而死亡的主要原因，主要基于各种不同的因素，如地理区域、 年龄、经济和性别。具体来说，在非洲地区，传染病、产妇、新生儿和 营养不良仍然是主要的死亡原因，这些原因在2015年占死亡人数的56％。

此外，传染病仍然是五岁以下儿童死亡的主要原因。全球主要传染 病包括结核病、艾滋病等性病、腹泻病、百日咳、白喉、麻疹、破伤风、 脑膜炎、脑炎、肝炎、疟疾、登革热和黄热病等儿童丛集性疾病。就疾 病相关死亡率而言，非洲和东南亚地区是受影响最严重的地区。因此， 有必要在传染病的防治中争取新的作用机制，以处理抗微生物耐药性、 预防性疫苗的使用、更有效的分子结构或更有效的药物预防方案，以提 高治疗率。除治疗外，及时准确的早期诊断对于确定最有效的治疗方案 至关重要。

例如，在主要影响热带全球南部的病毒感染情况下，通过几种金标 准诊断方法，例如酶联免疫吸附试验(ELISA)、横向流免疫分析(LFIA) 和逆转录酶聚合酶链反应(RT-PCR)或其衍生方法，来进行最终诊断。 这些方法包括分离和测试病毒、检测患者血液中的病毒抗体或检测特定 于病毒的分子信号。然而在病毒和细菌诊断和治疗程序的金标准方法中 有几个主要的局限性。在病毒检测中，金标准诊断方法采用病毒分离、 抗原或抗体捕获免疫分析和分子诊断试验。这些通常是耗时和昂贵的。 其中PCR和ELISA等大多数手段需要复杂的专业临床实验室设置和技术 人员的熟练使用技能，因此不适用于边远地区等资源不足的地区，以及 采样现场或附近即刻需要进行分析的情况。另一方面，新的LFIA具有特 异性不足的缺点，在所需样本体积较小的时候的敏感性不够。另外，一 些金标准的诊断方法(如酶联免疫吸附试验)在患者感染疾病后只能在 特定的晚期检测窗口才能实现检测，在疾病早期不能作为可靠的诊断工 具，因此不适用于疾病的早期检测，进而导致患者错过重要的早期治疗 窗口。

针对病毒的传统治疗方法是这样的，病毒感染的预防或治疗通常依 赖于中和抗体(NABs)对抗病毒表面的靶表位，其中生产NABs的过程 可由入侵宿主的疫苗或活性病毒触发。然而，NABS可能诱导抗体依赖 性感染的增强，或可能由于遗传漂变(如流感中的抗原漂变)而无法预 防新的流行病。与病毒检测一样，细菌诊断的标准实验室测试也依赖于 耗时和昂贵的过程，这些过程需要复杂的临床实验室设置和专业技术。 因此这些方法也不适用于边远地区等资源不足的地区，以及采样现场或 附近即刻进行分析的环境。

一般来说，细菌感染可以在诊断后用处方抗生素治疗。但是与病毒 一样，细菌也具有很强的适应性，抗生素的过度使用会使许多细菌对抗 生素产生耐药性。这可能会造成非常严重的问题，尤其是在医院环境中， 超级细菌，即耐药细菌感染，会导致难以或不可能治疗的感染。