[发明专利]特异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体、生物元件、生物传感器及检测方法

说明书

本发明公开了一种特异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体、生物元件、生物传感器及检测方法。本发明所述的特异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体，序列如SEQ ID NO.5所示。本发明通过该核酸适配体制备的第一生物元件、氯化血红素‑聚乙二醇(PEG 5000)‑去铁胺的双功能共聚物以及Fe³⁺淬灭CDs组成的生物传感器，具有10‑10⁷CFU/mL的宽检测范围和低至1CFU/mL的检测限，总时间成本降低，可实现幽门螺旋杆菌准确、超灵敏的检测。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体、生物元件、生物传感器及检测方法。

背景技术

核酸适配体(Aptamer)是一类通过指数富集配体系统进化技术(SystematicEvolution of Ligands by Exponential Enrichment),从大容量的核酸文库中筛选获得能与靶分子高特异性,高亲和力结合的单链或序列。然而，用于SELEX常规程序中的Sanger测序由于其低通量性而使得大部分序列未被检测，因此筛选得到的适配体不具有真实代表性。相反，现代高通量测序技术(High-Throu-ghput Sequencing,HTS)能够以千兆字节为单位给出大量的数据，从而保证足够的序列覆盖率，从而能够在任何一轮SELEX中准确识别PCR产物中最丰富的序列，为适配体的筛选开辟了一条新的途径。但基于全细菌SELEX(Whole-bacteria SELEX,WB-SELEX)的微生物特异性适配体的研究中，几乎没有任何应用HTS的报道。

碳量子点(Carbon dots,CDs)是一种荧光纳米材料，它具有生物相容性高，低毒性，水溶性高，激发光谱宽，量子产率适中，耐光漂白，易于大规模合成，成本低等优点。碳量子点是一类新的高性能荧光剂，并且能够赋予适体传感器更高的灵敏度。由于CDs既可以作为电子供体，也可以作为电子受体，因此在相互作用时，它们的荧光可以通过电子转移被金属离子猝灭。因此，基于这一机制开发了许多用于检测金属离子的新型传感器。与“关闭”传感器相比，“开启”模式在以下方面具有优势:易于测量相对于“黑暗”背景的低浓度对比度，减少假阳性信号和增加灵敏度能解决荧光标记的生物传感器背景信号太强的问题。

幽门螺旋杆菌是一种螺旋形的革兰氏阴性人类病原菌，感染胃粘液层下。这种细菌的感染在病因学上与慢性胃炎、消化性溃疡、原发性胃B细胞淋巴瘤和胃癌有关。幽门螺旋杆菌对人类的威胁要求对这种病原体的感染进行准确有效的诊断，并随后从受感染的患者中彻底根除这种细菌。尽管如此，无症状分析和上消化道内镜检查对感染幽门螺旋杆菌的患者并不实用。在临床上，幽门螺旋杆菌的诊断主要依赖于13C尿素呼气试验。然而，该试验只能在药物治疗完成后至少4–8周进行，并且儿童和孕妇因其辐射而禁用。此外，由于敏感性和可接受性低，血清抗体测试和侵入性内窥镜检查也不适合儿童。从粪便样本中诊断幽门螺旋杆菌可能为这些问题提供有希望的解决方案。然而，目前的粪便抗原检测仍然存在一些假阴性结果，出现在细菌丰度低的情况下，以及最近在患者中使用PPI或抗生素的情况下。由于粪便样品是复杂的基质，所以仍在努力开发潜在的快速、精确和成本有效的幽门螺旋杆菌检测系统。值得注意的是，2019年开发了从人类粪便样本中进行幽门螺旋杆菌全细胞检测的技术，该技术充分利用了幽门螺旋杆菌单克隆抗体结合磁珠特异性捕获细菌细胞和幽门螺旋杆菌多克隆抗体结合荧光量子点探针以“三明治”模式进行转导的优势。然而，仍然需要一种更具成本效益和更高分辨率的生物传感器来代替在幽门螺旋杆菌检测中使用昂贵和耗时的抗体。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种特异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体。本发明还提供了核酸适配体的筛选方法以及基于该核酸适配体制备的第一生物元件。本发明进一步提供了用于检测幽门螺旋杆菌的生物传感器，并且提供了特异性结合幽门螺旋杆菌的共聚物以及用于提供检测信号的基于铁载体-铁离子的第三生物元件。本发明提供的生物传感器能够实现幽门螺旋杆菌检测。

技术方案：本发明第一方面提供了一种特异性结合幽门螺旋杆菌的核酸适配体，序列如SEQ ID NO.5所示。