[发明专利]基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器

权利要求书

1.一种基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，由目标物循环单元和多足型DNA步行器单元组成；

所述目标物循环单元，包括多足型DNA步行器、辅助链A1、封闭链B1和燃料链F；多足型DNA步行器，由金纳米颗粒表面连接至少2个步行链W形成，步行链W的一端连接金纳米颗粒；封闭链B1设置W区、A1区和第一toehold区；W区能够与步行链W另一端的DNA片段进行互补；A1区能够与辅助链A1互补；第一toehold区能够与目标核酸杂交，通过链置换反应使得目标核酸置换辅助链A1，同时在封闭链B1的中间部位暴露第二toehold区；燃料链F能够与第二toehold区杂交，通过链置换反应取代步行链W和目标核酸；

所述多足型DNA步行器单元，包括金电极、辅助链A2、封闭链B2和标记DNA；所述金电极表面连接若干底物链S；底物链S设置B2区、A2区和第三toehold区；B2区能够与封闭链B2进行互补；A2区能够与辅助链A2互补；第一toehold区能够与步行链W杂交，通过链置换反应使得步行链W另一端的DNA片段置换辅助链A2，同时在底物链S的中间部位暴露第四toehold区；标记DNA能够与第四toehold区杂交，通过链置换反应取代封闭链B2和步行链W另一端的DNA片段；所述封闭链B2的一端连接第一电化学信号材料，封闭链B2与与底物链S杂交后，第一电化学信号材料靠近金电极；所述标记DNA的一端标记第二电化学信号材料；标记DNA与底物链S杂交后，第二电化学信号材料靠近金电极。

2.如权利要求1所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，其特征是，金纳米颗粒与步行链W通过金硫键连接。

3.如权利要求1所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，其特征是，金电极采用巯基己醇封闭。

4.如权利要求1所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，其特征是，所述第一电化学信号材料为二茂铁，所述第二电化学信号材料为亚甲基蓝。

5.如权利要求1所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，其特征是，辅助链A1的序列如SEQ ID NO.2所示，封闭链B1的序列如SEQ ID NO.3所示，燃料链F的序列如SEQ ID NO.4所示，步行链W的序列如SEQ ID NO.5所示，底物链S的序列如SEQIDNO.6所示，辅助链A2的序列如SEQ ID NO.7所示，封闭链B2的序列如SEQ ID NO.9所示，标记DNA的序列如SEQ ID NO.10所示。

6.一种权利要求1～5任一所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器在核酸检测中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征是，所述核酸为人类免疫缺陷病毒的核酸。

8.一种核酸的检测方法，其特征是，提供权利要求1～5任一所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器，包括如下步骤：

将多足型DNA步行器、辅助链A1、封闭链B1孵育，形成封闭的多足型DNA步行器；

将表面连接若干底物链S的金电极、辅助链A2和封闭链B2孵育，形成封闭的金电极；

将封闭的多足型DNA步行器、燃料链F和待测目标核酸混合反应，将反应后的溶液与标记DNA混合后滴加在封闭的金电极表面，进行孵育，孵育后检测电化学信号。

9.如权利要求8所述的核酸的检测方法，其特征是，多足型DNA步行器、辅助链A1、封闭链B1的孵育时间70～90min；

或，表面连接若干底物链S的金电极、辅助链A2和封闭链B2的孵育时间70～90min；

或，封闭的多足型DNA步行器、燃料链F和待测目标核酸混合反应的时间为70～90min；

或，反应后的溶液与标记DNA混合后滴加在封闭的金电极表面进行孵育的时间为50～70min。

10.一种核酸检测试剂盒，其特征是，包括权利要求1～5任一所述的基于链置换反应驱动的动态DNA纳米系统的生物传感器、缓冲溶液。