[发明专利]电化学核酸传感器

权利要求书

1.一种电化学核酸传感器，其特征在于，包括：

传感电极，所述传感电极包括电极基底以及电极界面，所述电极基底用于电性连接数据采集器，所述电极界面连接在所述电极基底上，所述电极界面包括探针层、固定层以及电子转移层；所述固定层用于将所述探针层和电子转移层连接在所述电极基底上；所述探针层用于特异性识别和捕获待测样本中的待测核酸分子，所述电子转移层用于传递生化反应中产生的电流信号；以及

核酸分子信号放大体系，所述核酸分子信号放大体系用于放大所述探针层捕获的待测核酸分子并经过核酸杂交形成充足的核酸双链区段，以及用于采集嵌入核酸双链区段中的电活性物质在氧化还原反应过程中的电子转移信号。

2.根据权利要求1所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述电极基底选自硬质传感器基底或者柔性传感器基底，其中，所述硬质传感器基底的制备材料包括硅片、玻璃、环烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种，所述柔性传感器基底的制备材料包括聚二甲基硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述探针层含有5’端和/或3’端进行基团修饰的单链核酸探针，所述探针层通过所述单链核酸探针与待测样本中的待测核酸分子间的碱基互补配对作用实现识别和捕获待测核酸分子，所述基团修饰中的基团包括巯基、氨基以及羧基中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述固定层含有纳米粒子和/或化学分子，所述固定层通过共价连接作用将所述探针层和电子转移层连接在所述电极基底上。

5.根据权利要求4所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述纳米粒子选自氨基、羧基或者巯基化学基团修饰的金属纳米颗粒、碳纳米管和导电聚合物中的一种或几种，所述化学分子选自1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-芘丁酸、(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述电子转移层由导电材料制备而成，其中，所述导电材料选自金属材料、导电非金属材料、二维导电纳米材料。

7.根据权利要求6所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述导电金属材料包括金、铂、镍以及钛中的一种或几种；

和/或，所述导电非金属材料包括碳浆、碳纤维以及聚乙撑二氧噻吩中的一种或几种；

和/或，所述二维导电纳米材料包括石墨烯、碳纳米管以及金属纳米颗粒中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述电子转移层呈立体多孔结构，和/或平面网状结构，和/或三维骨架结构。

9.根据权利要求1-5、7-8任意一项所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述核酸分子信号放大体系包括分子信号放大体系以及信号检测体系；

所述分子信号放大体系包括标签序列、预放大序列以及放大序列三个区域，所述标签序列用于识别和结合待测核酸分子；所述预放大序列用于结合并拓展所述标签序列，为所述放大序列的杂交提供较长的核酸单链；所述放大序列用于核酸杂交形成充足的核酸双链区段；

所述信号检测体系由电活性分子组成，所述电活性分子包括染料类电活性分子、金属有机配合物类电活性分子、类过氧化氢酶类电活性分子以及有机小分子类电活性分子中的一种或几种，所述信号检测体系用于采集经过所述分子信号放大体系放大后的嵌入核酸双链区段中的电活性物质在氧化还原反应过程中的电子转移信号。

10.根据权利要求9所述的电化学核酸传感器，其特征在于，所述放大序列包括多级放大序列，所述多级放大序列的放大序列层级为1-10级。