[发明专利]一种肿瘤标志物分子检测装置

说明书

本发明公开一种肿瘤标志物分子检测装置。首先提供一多层纳米孔阵列芯片作为基板。然后将基板与液池组装成纳米孔传感器。纳米孔阵列芯片位于液池中央，液池两侧的溶液只能通过纳米孔阵列实现贯穿。接着在基板中间层硅纳米孔内表面锚定抗体分子。并在液池的一侧添加肿瘤标志物分子。最后利用电泳驱动肿瘤标志物分子进入纳米孔阵列。当肿瘤标志物分子被多层纳米孔阵列芯片中的抗体分子所捕获，并产生阻塞电流。根据阻塞电流下降的幅值实现肿瘤标志分子浓度的判定。本发明操作简单，具有较好的扩展性，在精准医疗检测领域有着较广的使用用途。

技术领域

本发明涉及纳米孔分子分析技术与生物传感器技术领域，特别是涉及一种肿瘤标志物分子检测的装置。

背景技术

现有的癌症筛查技术可以分为无创影像方法和有创诊断方法，其中无创影像方法包括内诊镜检查、CT扫描、X光谱、超声影像、核磁共振影像等。影像学只能发现直径1~50 px（像素）的肿块，这需要肿瘤至少已有５年以上的时间。有创诊断方法，如活检、腹腔镜和针吸细胞检查等。这种方法对病患有直接的伤害，若取出时机不当，还有可能对病患造成二次伤害。目前的诊断方法不适于癌症早期诊断。肿瘤标志物是肿瘤细胞直接产生或由非肿瘤细胞经肿瘤细胞诱导产生的物质。当肿瘤发生、发展时，标志物浓度明显异常，标示着肿瘤的存在。肿瘤标志物检测研究为无创的癌症早期诊断提供新的思路。

1996年，Kasianowicz等人（Kasianowicz J J, Brandin E, Branton D, et al.Characterization of individual polynucleotide molecules using a membranechannel[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1996, 93(24):13770-13773.）提出纳米孔DNA测序的思想促使了纳米孔DNA测序领域的诞生。纳米孔DNA测序的原理是用电场驱动DNA在纳米孔内的位置移动，DNA物理占位和移动会改变纳米孔内的离子电流，产生阻塞电流信号。再通过测量阻塞电流的幅值与时间特性来辨别不同碱基，从而达到测序的目的。受到纳米孔测序原理的启发，以及纳米孔传感器具有快速检测、单分子级超高灵敏度等独特优势，基于纳米孔的肿瘤标志物检测技术也随之得到发展。纳米孔肿瘤标志物检测的原理与纳米孔测序相似，由阻塞电流反应标志物的特征信息。基于纳米孔传感器的肿瘤标物检测技术已经成为癌症早期诊断的一项重要研究方法。但是，通过纳米孔阻塞电流信号进行肿瘤标志物检测还存在以下两个障碍：

第一，阻塞电流信号种类多，成分复杂。单个生物分子通过空间受限的纳米孔时形态种

类较多，产生与之对应的电流阻塞信号也有多种。以λDNA为例，其通过氧化铝纳米孔的形态就有7种（Choi Y E, Kwak J W, Park J W. Nanotechnology for early cancerdetection[J]. Sensors, 2010, 10(1): 428-455）。

第二，采用计数方法实现待测样本中的癌症标志物分子检测周期长。以肺癌肿瘤标志物microRNA-155与其杂化探针P155过孔为例，统计显示过孔时间在毫秒级（ms）。即使在理想情况下，fmol级的microRNA-155与其杂化探针P155过孔事件的全部检测最小时间也需要160小时（6.02×10 8×10-3s）。这严重影响检测的效率与成本。

因此，如何实现基于纳米孔的肿瘤标志物分子检测，是癌症早期检测面临的严峻的挑战。因此，研究纳米孔的肿瘤标志物分子检测装置具有十分重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种肿瘤标志物分子检测的方法，用于解决现有纳米孔检测技术的弊端，能有效降低检测方法的复杂程度问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种肿瘤标志物分子检测的方法，所述检测方法至少包括步骤：