[发明专利]用于感测和定量分子事件的表面固定双稳态多核苷酸装置

权利要求书

1.一种包括用于光学或电子检测表面上的外部刺激物的双稳态分子传感器的结构，所述双稳态分子传感器具有多核苷酸平台，包含：

其间具有柔性铰链或柔性接头的第一多核苷酸形状和第二多核苷酸形状，所述第一多核苷酸形状或所述第二多核苷酸形状之一固定在所述表面上，造成固定多核苷酸形状和栓系多核苷酸形状；和

与所述第一多核苷酸形状和所述第二多核苷酸形状中的至少一个结合的一个或更多个功能分子，

所述双稳态分子传感器具有两种状态之一，所述两种状态为关闭状态和打开状态，其中：

在打开状态下，所述栓系多核苷酸形状相对于所述第二多核苷酸形状自由移动，因为受所述柔性铰链或所述柔性接头的约束；和

在关闭状态下，所述栓系多核苷酸形状被设置成邻近所述固定多核苷酸形状，并且

所述多核苷酸平台选自支架脱氧核糖核酸(DNA)折纸、支架核糖核酸(RNA)折纸、支架杂交DNA:RNA折纸、单链DNA瓦片、多链DNA瓦片、单链RNA折纸、多链RNA瓦片，或具有多个支架的分层组成的DNA或RNA折纸。

2.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述外部刺激物包括靶分子或所述外部刺激物与靶分子相互作用，

所述一个或更多个功能分子包含第一捕获分子和第二捕获分子，所述第一捕获分子能够与所述第二捕获分子结合所述靶分子的不同区域，所述第一捕获分子和所述第二捕获分子选自第一抗体和第二抗体、第一纳米抗体和第二纳米抗体、或第一适体和第二适体，

所述第一分子的一个或更多个拷贝附接到所述第一多核苷酸形状，

所述第二分子的一个或更多个拷贝附接所述第二多核苷酸形状，并且

在所述靶分子的存在下，所述第一分子和所述第二分子与所述靶分子结合，从而使所述双稳态分子传感器处于关闭状态。

3.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一多核苷酸形状包含第一形状内表面和第一形状外表面，并且所述第二多核苷酸形状包含第二形状内表面和第二形状外表面，所述第一形状内表面能够面向所述第二形状内表面，并且所述一个或更多个功能分子与所述第一形状内表面和/或所述第二形状内表面结合。

4.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述外部刺激物包括靶单链核酸或所述外部刺激物与所述靶单链核酸相互作用，

所述一个或更多个功能分子包含第一单链核酸和第二单链核酸，所述第一单链核酸和所述第二单链彼此不同并且与所述靶单链核酸互补，

所述第一单链核酸的一个或更多个拷贝附接到所述第一多核苷酸形状，

所述第二单链核酸的一个或更多个拷贝附接到所述第二多核苷酸形状，并且

在所述靶单链核酸的存在下，所述第一单链核酸和所述第二单链核酸与所述靶单链核酸结合，从而使所述双稳态分子传感器处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述外部刺激物包括靶双链核酸或所述外部刺激物与靶双链核酸相互作用，

所述一个或更多个功能分子包含第一CRISPR无活性酶指导RNA复合物和第二CRISPR无活性酶指导RNA复合物，所述第一CRISPR无活性酶指导RNA复合物和所述第二CRISPR无活性酶指导RNA复合物彼此不同并且与所述靶双链核酸互补，

所述第一CRISPR无活性酶指导RNA复合物的一个或更多个拷贝附接到所述第一多核苷酸形状，

所述第二CRISPR无活性酶指导RNA复合物的一个或更多个拷贝附接到所述第二多核苷酸形状，并且

在所述靶双链核酸的存在下，所述第一CRISPR无活性酶引导RNA复合物和所述第二CRISPR无活性酶引导RNA与所述靶双链核酸结合，从而使所述双稳态分子传感器处于关闭状态。