[发明专利]一种基于隧穿电极的生物分子检测方法

权利要求书

1.一种基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在纳米移液器尖端或硅片上制备具有纳米间隙的隧穿电极对，再于隧穿电极对表面修饰能够与待测生物分子相互作用的修饰物，制得功能化隧穿电极；

(2)将待测生物分子与所述修饰物相互作用结合于功能化隧穿电极上，再置于含有与待测生物分子发生反应的物质溶液中，或者直接将功能化隧穿电极置于含有待测生物分子的溶液中，采用电流计实时检测隧穿电流信号，获得生物分子对应的隧穿电流信号，通过分析电流信号进而分析待测生物分子的分子结构或分子行为。

2.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，所述待测生物分子包括蛋白质、DNA、RNA、糖。

3.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米移液器的制备方法包括：在多通道细管中插入金属丝，通过施加外力将多通道细管拉制成一端具有尖端的纳米移液器。

4.如权利要求1或3所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，步骤(1)中，通过电化学沉积、化学刻蚀、机械可控裂结或电刻蚀的方法在纳米移液器尖端或硅片上制备纳米间隙隧穿电极对；所述纳米间隙的范围为0.1nm～10nm。

5.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述修饰的方法包括静电吸附、氢键、化学吸附。

6.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，所述修饰物为具有巯基化修饰的生物素-链霉亲和素复合物、蛋白质或核酸分子。

7.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，步骤(2)中，电流信号分析方法包括：根据偏压和隧穿电流信号计算实时电导，对电导进行频率分布统计，筛选短时间内电导变化的波形。

8.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，当待测生物分子为具有酶催化活性的蛋白质时，步骤(1)中，功能化修饰包括：首先对隧穿电极表面进行巯基生物素修饰，然后与链霉亲和素结合得到功能化隧穿电极；步骤(2)中，对待测蛋白质进行生物素修饰后结合于功能化隧穿电极上，再将隧穿电极置于含有催化底物的溶液中，采用电流计实时检测隧穿电流。

9.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，当待测生物分子为DNA时，步骤(1)中，功能化修饰包括：将探针DNAⅠ和探针DNAⅡ分别修饰于隧穿电极对的两端，制得功能化隧穿电极；所述探针DNAⅠ包含与目标DNA链后半段互补的互补序列Ⅰ，所述探针DNAⅡ包含与目标DNA链前半段互补的互补序列Ⅱ，所述探针DNAⅠ和探针DNAⅡ的其中一末端均修饰有巯基基团；步骤(2)中，将功能化隧穿电极置于含有待测DNA分子的溶液中，采用电流计实时检测隧穿电流，如电流值发生突跃式增大，且保持震荡信号，则判断待测DNA分子为目标DNA。

10.如权利要求1所述的基于隧穿电极的生物分子检测方法，其特征在于，当待测生物分子为DNA突变链时，步骤(1)中，功能化修饰包括：首先将二硫双(琥珀酰亚胺丙酸酯)修饰于隧穿电极对其中一端，再与探针DNA反应，使得探针DNA的两端分别连接在隧穿电极对两端，制得功能化隧穿电极；所述探针DNA包含与模板DNA互补的互补序列，其两端分别修饰有氨基和巯基；步骤(2)中，首先将功能化隧穿电极置于含有模板DNA的溶液中，采用电流计检测隧穿电流，获得模板DNA对应的隧穿电流信号；再将隧穿电极取出，将模板DNA与探针DNA解旋；然后将解旋的功能化隧穿电极置于含有待测DNA突变链的溶液中，采用电流计检测隧穿电流，获得待测DNA突变链对应的隧穿电流信号；最后通过比较模板DNA对应的隧穿电流信号和DNA突变链对应的隧穿电流信号，从而判断出DNA突变链存在的碱基突变程度。