[发明专利]基于随机G4串联体的智能逻辑门构建及应用

权利要求书

1.基于随机G4串联体的智能逻辑门构建方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)DNA预处理：DNA溶液+TCEP混合均匀，冷冻备用；

其中，所述DNA溶液浓度为0.3～1.1μM，用量为30～150μL；所述TCEP浓度为1～70mM，用量为0.5～10μL；

(2)金电极使用前用直径为0.3μm的Al₂O₃粉末进行打磨，利用超纯水通过超声清洗3次，之后置于氮气流中干燥，再将其浸泡于H₂SO₄(0.2～1.5M)溶液中，在-0.3V～+1.2V范围内进行循环伏安扫描5～20min，最后再经超纯水清洗后氮气吹干备用；

其中所述H₂SO₄溶液浓度为0.2～1.5M；

(3)取DNA溶液，80～95℃下加热3～8min，然后逐渐冷却至室温，滴涂于Au表面，在4℃冰箱孵育过夜，捕获探针DNA通过末端标记的巯基与金电极表面自发形成Au-S共价键结合而固定于金电极表面；修饰了捕获探针DNA的金电极，用蒸馏水缓缓冲洗电极，采用0.8～1.5mM巯基己醇MCH处理16～45min，通过MCH与金表面的Au-S共价结合而置换电极表面非Au-S键固定的捕获探针；蒸馏水缓缓冲洗；

其中所述DNA溶液浓度为0.08～1.2μM，用量为2～8μL；

(4)将0.3～2.7μL蒸馏水，0.3～2μL 5×TdT缓冲液，dNTP，0.2～3μL浓度为1～1000U/mL的TdT，混合均匀，滴于DNA/Au表面，在20～40℃下放置1h后，用蒸馏水缓缓冲洗电极；聚合反应后，再加入2～7μL缓冲液，室温放置0.2～1h后，蒸馏水缓缓冲洗电极；向上述电极上滴加hemin，室温放置0.3～1h；

其中所述dNTP构成如下：0.1～1μL dTTP+0.15～1.5μL dGTP，2～20mM；

所述缓冲液构成如下：1～20mM Tris-HCl，5～100mM KCl，pH 7.4；

所述hemin浓度为1μM，用量为2.5μL；

(5)电化学检测：修饰电极于PBS溶液中用循环伏安法扫描检测电极对该溶液的响应；其中所述PBS溶液含2mM TMB，2mM H₂O₂；

在步骤(4)中将dTTP替换为dATP构建传感器，其它条件及步骤同(1)～(5)；

通过更换不同的“输入”所得到的“输出”，实现了YES、OR和AND智能逻辑门构建；其中所述不同的“输入”是指基于TdT、H₂O₂、dATP、dTTP和dGTP五种。

2.根据权利要求1所述基于随机G4串联体的智能逻辑门构建方法，其特征在于，YES逻辑门中，对于“输入”，“1”表示TdT加入，“0”表示TdT未加入， 对于“输出”“1”表示信号产生，“0”表示信号未产生；或者对于“输入”，“1”表示H₂O₂加入，“0”表示H₂O₂未加入，对于“输出”“1”表示信号产生，“0”表示信号未产生。

3.根据权利要求1所述基于随机G4串联体的智能逻辑门构建方法，其特征在于，OR逻辑门中，对于“输入”，“1”表示dTTP或dATP加入，“0”表示dTTP或dATP未加入，对于“输出”“1”表示信号产生，“0”表示信号未产生。

4.根据权利要求1所述基于随机G4串联体的智能逻辑门构建方法，其特征在于，AND逻辑门中，对于“输入”，“1”表示dTTP或dGTP加入，“0”表示dTTP或dGTP未加入；对于“输出”“1”表示信号产生，“0”表示信号未产生；或者，对于“输入”，“1”表示dATP或dGTP加入，“0”表示dATP或dGTP未加入；对于“输出”“1”表示信号产生，“0”表示信号未产生。

5.根据权利要求1-4任意一项所述方法构建的基于随机G4串联体的智能逻辑门的应用，其特征在于，应用于TdT和H₂O₂的浓度检测。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，TdT检测限为0.27U/L；H₂O₂检测限为0.3μM。