[发明专利]含目标生物分子的聚集体和检测目标生物分子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含目标生物分子的聚集体和检测目标生物分子的方法，通过纳米结构界面组装，获得聚集体结构和相应的信号，从而快速地定性和定量检测鉴定样品中的目标生物分子，属于生物分子检测领域。

背景技术

生物大分子是对生物体和细胞的活性具有重要贡献的有机分子，包括核酸，蛋白质和多糖等。核酸是生命信息的重要载体，是携带了遗传信息的遗传物质，包括DNA和RNA。DNA通过复制，转录和翻译，合成生命过程的执行者，即基因的表达产物——蛋白质。通常，所表达的蛋白质还可以进行各种翻译后修饰，在原有骨架的基础上接合新的结构，生成糖蛋白等复杂大分子。随着人类基因组计划和测序工作的基本完成，科学逐渐迈进了后基因组时代。这一时代的一个显著特征是生物体系内的大量信息需要高效率、高精度的获取(Caskey，C.T.Science 1987，236，1223)。因为细胞乃至整个机体的状态与其内部的分子的结构、浓度等参数密切相关。DNA序列的变化、基因表达产物的时间空间位移和浓度的变化、基因表达产物的修饰性变化等，都将对生命体系产生重大影响。获取这些信息的方法是采用各种化学和生物分析的手段进行生物分子定性定量检测(Mayer，A.；Neuenhofer，S.Angew.Chem.Int.Ed.1994，33，1044；Johnson，A.F.；Struthers，M.D.；Pierson，K.B.；Mangel，W.F.；Smith，L.M.Anal.Chem.1993，65，2352 and references therein；Kopp，M.U.；de Mello，A.J.Manz，A.Science 1998，280，1046)，并辅以高效的计算机算法提炼信息。探索基因和基因表达产物的变化规律不仅对理解生命现象具有重要意义，而且与治疗人体基因和代谢等疾病(如门德尔遗传性疾病，诸如白血病、早老症、血红蛋白病、甲型肝炎病毒，人类免疫缺陷病毒，人乳头瘤病毒等单基因疾病和肿瘤、心脑血管疾病、代谢病、神经系统疾病、自身免疫性疾病等多基因疾病)都密切相关。细胞和生命体的状态变化直接导致特征性DNA、RNA或蛋白质、多肽在量上或质上的变化，因而对它们的检测对于了解有机体的生理和病理状态有重要意义，而这正构成了分子诊断学的研究内容。据一家美国公司的计算，分子诊断学的市场在2007年已超过32亿美元，并且以每年20％的速度增长，预计2012年将达到54亿美元。这一庞大的市场引起了生物公司的极大关注和资金投入。

每个生命体的核酸序列都是独特的，遗传物质的变化(突变、畸变)直接导致疾病的产生，细菌、病毒和病原体等物种的入侵也会引起生命体的内在状态的变化，生物恐怖活动和战争中往往使用大量的致病的物质(DNA序列可测定)，因而序列特异性的DNA检测对诊断遗传性和病理性疾病具有至关重要的意义，这些结构都构成了分子诊断学的实际靶标。目前DNA检测的常用传统方法包括放射性标记、颜色或荧光或化学发光、PCR扩增、基因芯片、DNA测序、质谱等。另一方面，蛋白质标记物，尤其是肿瘤标记物的检测对发现和治愈疾病意义重大，找到相关的蛋白质标记物，就有望实现肿瘤的早期诊断治疗并开发靶向药物。目前常用的传统检测蛋白质的方法包括色谱、质谱、酶联免疫、化学发光和蛋白质芯片等。