[发明专利]基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的制备方法，属于生物传感技术领域。

背景技术

目前，利用电化学与酶催化技术相结合构建的安培型DNA电化学传感器已得到广泛的关注，并被应用于肿瘤等疾病的相关基因检测研究。其基本原理为：将单链DNA作为捕获探针，在其末端修饰巯基，通过巯基与金的结合以低温自组装的方式固定到金电极表面，这段捕获探针链可与目标DNA的一端杂交，被捕获的目标DNA的另一端则与信号探针链杂交，形成“三明治”结构。信号探针3’-端标记有生物素，能与辣根过氧化物酶上修饰的亲和素结合，使酶结合到“三明治”结构上。将结合了辣根过氧化物酶的电极置于含有3, 3', 5, 5'-四甲基联苯胺（TMB）和过氧化氢的底液中，则辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化3, 3', 5, 5'-四甲基联苯胺生成双偶氮联苯胺类物质，该产物在还原电位下产生电流信号。由于引入了酶催化放大体系，该方法在灵敏度上有较大的提高，但仍然存在重现性不理想的问题。

DNA捕获探针在传感器界面上的组装是构建DNA电化学传感器的关键。DNA探针的组装密度在很大程度上影响着其与互补链之间的相互作用，进而影响了传感器的性能。目前DNA电化学传感器一般采用直接自组装的方法，即在探针DNA末端修饰基团，通过所修饰基团与基体电极发生化学键合作用，使探针DNA固定到电极表面，然而该固定方法存在很大随机性，难以控制探针密度大小及其分布，因而引起杂交反应的随机性，是造成传感器重现性不佳的主要原因之一。

本发明设计了一种新的方法，在捕获探针组装前，先在电极表面组装一层球形蛋白质分子层，利用球形蛋白质分子之间的有序孔隙组装捕获探针，此时所组装的探针均匀分布在电极表面，使探针的密度得到了控制，减小了探针组装的随机性。利用该方法所构建的安培型DNA电化学传感器，灵敏度高，重现性好。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器。

本发明的另一目的是提供一种基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的制备方法。

本发明的又一目的是提供一种基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的对目标DNA的检测方法。

本发明的再一目的是提供一种基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的基因序列特异性检测。

本发明的目的是还提供了基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器用于识别单碱基错配序列与完全互补序列。

本发明的目的是这样实现的，所述的基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器，包括电极、蛋白质、捕获探针DNA、信号探针DNA和辣根过氧化物酶，电极采用金电极，蛋白质采用牛血清白蛋白，捕获探针DNA采用5’端巯基修饰的单链DNA，信号探针DNA采用3’端生物素标记的单链DNA，辣根过氧化物酶采用亲和素标记，其特征是牛血清白蛋白在金电极表面形成有序组装的牛血清白蛋白分子层，利用牛血清白蛋白分子层中的牛血清白蛋白质分子之间的有序孔隙组装捕获探针DNA，使探针的密度得到了控制，减小了探针组装的随机性

本发明所述的基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）蛋白质控制组装界面的构建：将金电极浸泡在BSA溶液中，室温下组装后清洗，氮气吹干；

（2）捕获探针DNA的组装：取捕获探针DNA溶液，滴涂到经组装蛋白质后的金电极表面，室温放置后，冲洗电极表面，氮气吹干。

本发明所述的基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）蛋白质控制组装界面的构建：将金电极浸泡在0.5 wt %的BSA溶液中，在室温下组装15 min后，用pH 7.40 的PBS缓冲液及双蒸水分别清洗，氮气吹干；

（2）捕获探针的组装：取捕获探针DNA溶液，滴涂到经组装蛋白质后的金电极表面，室温放置1 h后，以pH 7.40 PBS缓冲液、双蒸水分别冲洗电极表面，氮气吹干。

制备所述的基于蛋白质控制组装界面的安培型DNA电化学传感器的检测方法，包括以下步骤：

（1）将制备好的传感器置于100 μl含有一定浓度目标DNA和1 μmol/L信号探针的杂交溶液中，在50 ^?C下杂交 35 min后，取出并依次用pH 7.40 的PBS缓冲液，双蒸水清洗，氮气吹干；