[发明专利]一种检测肿瘤标志物的生物传感器

说明书

本发明公开了一种检测肿瘤标志物的生物传感器，本生物传感器基于葡萄糖氧化酶（GOD）介导的比色pH传感的敏感分析技术，用于癌症生物标志物蛋白检测，将以下三个方面有效地整合到了本发明中：磁分离，信号放大和信号转换。磁分离和信号放大过程可以有效地排除复杂成分的干扰并克服检测低丰度目标的挑战。产酸酶GOD介导的信号转化可导致pH值急剧下降，为pH比色法提供了前提条件。基于pH比色检测技术的发展对于促进pH传感在POCT中的实际应用具有重要价值，并且可以为其他高性能传感器的开发提供指导。

技术领域

本发明属于生物电化学传感器技术领域，具体涉及一种检测肿瘤标志物的生物传感器及其应用。

技术背景

癌症生物标志物(例如蛋白质，核酸，小分子，外泌体和环状肿瘤细胞)是早期癌症筛查和诊断的重要检测指标。在过去的几十年中，研究人员已经开发出多种技术来快速，灵敏地检测生物标志物。然而，在实际应用中，公认的检测技术仍然是传统技术。例如，在检测癌症生物标记蛋白中，当今的主要检测技术仍然是基于酶联免疫吸附测定(ELISA)的实验室检测技术。因此，检测技术的优化和创新在癌症诊断中仍然具有重要的价值，特别是低成本和便捷检测平台的开发可以为即时检测(POCT)提供基础。近年来，已经为POCT开发了一些检测技术，包括基于比色法的裸眼检测，基于便携式仪器的光谱分析和通过监视微电机运动来进行的手机诊断等。

在这些POCT技术中，比色分析是最直观的技术之一，它得到了广泛的关注，因为它无需任何设备即可用于肉眼检测。pH，在化学和生物学分析中是一种关键参数，这在比色技术的开发中是众所周知的。此外，其它的研究还发现了适用于不同pH范围的pH指示剂，pH敏感材料以及精确的pH指示条和便携式pH的发展仪表，这为基于pH的POCT技术的开发提供了低成本，便捷的平台。因此，基于pH比色法的癌症生物标志物检测方法的开发对于POCT具有重要意义，同时具有广阔的应用前景。

但是，低目标丰度以及复杂成分和分析过程的干扰限制了比色pH传感的实际应用。

发明内容

针对上述情况，本发明公开了一种检测肿瘤标志物的生物传感器，基于葡萄糖氧化酶(GOD)介导的比色pH传感的敏感分析技术，用于癌症生物标志物蛋白检测，可以有效地排除复杂成分的干扰并检测低丰度目标。

为了实现上述发明的目的，一种检测肿瘤标志物的生物传感器，由以下步骤制成：

I.使用免疫磁珠来选择性分离靶标；

II.将适体-触发器结合在靶标上，形成免疫磁珠/靶标/适体-触发器三明治结构；

III.固定在免疫磁珠表面上的适体-触发器在存在圆模板1和DNA聚合酶的情况下启动线性滚环扩增，生成线性滚环扩增的产物；

IV.GOD标记的辅助引物2和圆形模板2与步骤III中的线性滚环扩增的产物结合，形成三元复合物，辅助引物2启动分支滚环扩增,生成分支产物；

V.GOD标记的辅助引物1和圆形模板1与步骤IV中的分支产物结合，形成另一个三元复合物并启动二级分支滚环扩增，获得所述生物传感器。所述圆模板1和圆模板2均为环状DNA。适体是一段由人工筛选的能够像抗体一样和靶标分子结合的单链DNA序列。适体与靶标的结合主要依赖于适体DNA通过自身的弯曲折叠形成的高级结构，适体的高级结构能够与靶标蛋白表面位点契合并通过非共价作用稳定下来。在适体-触发器结构中，适体部分参考自前人报道的已经验证过的序列，起到与靶标蛋白稳定结合的作用，而触发器部分则是圆形模板1的引物，它可以与圆形模板1互补并触发后续的多重支链滚环扩增。

进一步的，上述一种检测肿瘤标志物的生物传感器，所述靶标为肿瘤标志物；所述DNA聚合酶为phi29-DNA聚合酶；所述GOD标记采用的交联剂为磺基琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-甲酸。