[发明专利]一种基于纤芯错位干涉仪的核酸检测方法

说明书

本发明公开了一种基于纤芯错位干涉仪的核酸检测方法，由光源(1)、单模光纤(2)、光谱仪(3)、粘连剂(4)、交联剂(5)、核酸单链(6)、被测核酸单链(7)构成；其特征在于单模光纤(2)采用错位结构熔接，单模光纤(2)为“上下上”错位结构，下部错位结构长度为3cm，上下错位直径约为25um；光源(1)耦合进单模光纤(2)内，单模光纤(2)与光谱仪(3)相连；单模光纤(2)错位的部分分别用粘连剂(4)与交联剂(5)处理，之后将核酸单链(6)附着其上，检测时在固定温度下与待检测被测核酸单链(7)进行结合，由此验证两条核酸单链是否能够结合，检测核酸单链是否是被测核酸单链的互补配对链；我们构建的传感器可以用于核酸的特异性结合检测，灵敏度高，该发明具有综合性和实用价值，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于生物传感领域，具体涉及一种基于纤芯错位干涉仪的核酸传感器及其核酸检测方法。

背景技术

光纤生物传感器是将生物物质(比如酶、细胞、蛋白质、抗体、抗原、DNA等)作为识别物附着在光纤表面，把生物化学反应转换成为能够定量观察的折射率变化，从而实现对相关性质检测的装置。光纤生物传感器由于检测灵敏度高，具有稳定的特异性识别和微环境探测、抗电磁干扰性强等优点，一直以来都在医学生物检测领域发挥着很大的作用，也是当今生命科学领域中的前沿性课题。

光纤生物传感器用于免疫检测的研究较多,用于核酸分子检测则较少。光纤核酸传感器操作复杂，但是核酸检测特异性较好，包被有核酸分子的光纤存放时间可以长达1年，而且无须低温保存；此外，由于核酸扩增的高灵敏度，使得核酸检测灵敏度也较高。由此可见，核酸传感器的应用前景非常广阔。

光纤表面核酸单链的固定是制备光纤核酸传感器的一个重要步骤，通用的固定方法主要为物理吸附法和共价键固定法。考虑到物理吸附法固定效率低、影响固定生物分子的活性、稳定性差等诸多缺点，本实验采用共价固定法，利用化学修饰的方法用APES溶液使光纤带有氨基，并用特定浓度的戊二醛缓冲溶液将光纤表面醛基化便于与生物分子末端氨基进行共价结合，完成修饰。

发明内容

针对现有技术的应用局限性，本发明的目的在于以光纤传感为核心，提出了一种基于纤芯错位干涉仪的核酸传感器，可以应用于检测两条互补核酸单链是否特异性结合成功，并研究核酸单链的浓度对结合率有何影响。

一种基于纤芯错位干涉仪的核酸传感器及其核酸检测方法的制备方法：所述的传感器由光源(1)、单模光纤(2)、光谱仪(3)、粘连剂(4)、交联剂(5)、核酸单链(6)、被测核酸单链(7) 构成；其特征在于单模光纤(2)采用错位结构熔接，单模光纤(2)为“上下上”错位结构，下部错位结构长度为3cm，上下错位直径约为25um；光源(1)耦合进单模光纤(2)内，单模光纤(2) 与光谱仪(3)相连，用于实时观察光谱变化；单模光纤(2)错位的部分分别用粘连剂(4)与交联剂 (5)处理，之后将核酸单链(6)附着其上，检测时在固定温度下与待检测核酸单链B(7)进行结合，由此验证两条核酸单链是否能够结合，检测核酸单链是否是被测核酸单链的互补配对链；粘连剂(4)为10％3-氨丙基三乙氧基硅烷/硅烷偶联剂，交联剂(5)为2.3％戊二醛溶液；单模光纤(2)用去离子水冲洗3-5次后自然晾干，随后置于粘连剂(4)中处理1小时，用丙酮漂洗4-6次洗去残余的粘连剂(4)，然后将单模光纤(2)放入120℃烤箱中处理1-2小时；使用交联剂(5)室温交联1-2小时，用20mmol/L磷酸钾溶液连续漂洗4-6次，再用去离子水漂洗晾干；将单模光纤(2)浸于核酸单链(6)的杂交溶液，杂交液成分为引物原液加20％的去离子水，在30℃-37℃范围内静置5-10分钟，取出后用去离子水进行漂洗并干燥；杂交时，用待检测核酸单链(7) 处理单模光纤(2)5分钟，记录光谱图像；将单模光纤(2)升温至75℃使得核酸单链(6)与待检测核酸单链(7)解旋，随后用去离子水进行3-5次漂洗去除单模光纤(2)上残留的待检测核酸单链 (7)并干燥；选取浓度范围从1％-90％待检测核酸单链(7)依次处理单模光纤(2)并解旋，记录不同浓度的待检测核酸单链(7)处理时的光谱图像，通过观察光谱的漂移研究杂交浓度对特异性结合的影响，实现核酸检测。