一种用于基因检测的质量型传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及传感器制造领域，尤其涉及一种用于基因检测的质量型传感器。本发明专利技术提供一种用于基因检测的质量型传感器，包括质量型传感器本体，其特征在于，所述质量型传感器本体的非检测敏感位置表面设有聚乙二醇单分子层，所述质量型传感器本体的检测敏感位置表面设有巯基生物素单分子层，所述巯基生物素单分子层上嫁接有链亲和素层。使用本发明专利技术所提供的质量传感器，主要优点包括实时在线检测、结果准确、检测速度快、节约成本和扩展性好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于基因检测的质量型传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及传感器制造领域，尤其涉及一种用于基因检测的质量型传感器。
技术介绍
基因检测技术广泛应用在传染性疾病与遗传性疾病检测等方面。依赖于DNA序列特异性的基因测序技术、依赖于DNA杂交的DNA芯片技术、依赖于PCR反应的基因扩增技术以及分离不同长度DNA片段的凝胶电泳技术等技术单独或者联合应用于基因检测上。限制性内切酶能够特异地结合于一段被称为限制性酶识别序列的DNA序列之内或其附近的特异位点上，并切割双链DNA。限制性片段长度多态性分析技术，即经过特异性限制性内切酶酶切DNA基因组而产生的不同长度的DNA片段，通过高压脉冲电泳分离形成特定图谱，已经广泛应用在病原体微生物分型等方面。但是DNA测序、DNA杂交芯片、高压脉冲电泳等检测技术都需要专门的实验室、大型仪器、昂贵的试剂以及专业的操作分析人员，不仅分析时间长、通量小，而且无法满足快速、高通量基因检测的需求。近几年发展起来的以DNA杂交技术为基础的质量型传感器在基因检测上具有高分辨率、高灵敏度、快速响应和数字式输出信号等特点，而且能够在液相环境中工作，在环境监测、医疗诊断等方面具有广阔的应用前景。但是由于生物大分子的非特异性吸附，容易造成误检。此外杂交系统复杂， 待检样品的单链DNA样品制备复杂，还不能在实际检测中应用。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于基因检测的质量型传感器及其制备方法和应用，用于解决现有技术中的问题。本专利技术第一方面提供一种用于基因检测的质量型传感器，包括质量型传感器本体，所述质量型传感器本体的非检测敏感位置表面设有聚乙二醇单分子层，所述质量型传感器本体的检测敏感位置表面设有巯基生物素单分子层，所述巯基生物素单分子层上嫁接有链亲和素层。本领域技术人员可根据常识确定所述质量型传感器的检测敏感位置和非检测敏感位置。所述聚乙二醇单分子层的作用是减少因非特异性吸附对质量型传感器造成的影响。优选的，质量型传感器本体的非检测敏感位置表面为二氧化硅表面，质量型传感器本体的敏感位置表面为镀金表面。优选的，巯基生物素单分子层选自Sulfo-NHS-SS-Biotin、NHS-SS-Biotin或Sulfο-NHS-(PEG4_bismannose)-SS-biotin。优选的，所述聚乙二醇 单分子层为自组装的聚乙二醇单分子层，所述巯基生物素单分子层为自组装的巯基生物素单分子层。优选的，所述质量型传感器的表面使用BSA封闭。具体是指当巯基生物素单分子层上嫁接有链亲和素层后，使用BSA封闭，以排除质量型传感器上吸附生物大分子的可能性，保证了检测的准确性。优选的，所述的质量型传感器为微悬臂梁传感器或石英晶体微天平。本专利技术第二方面提供一种用于基因检测的质量型传感器的制备方法，包括如下步骤:(a)在质量型传感器的非敏感位置表面自组装聚乙二醇单分子层；(b)在质量型传感器的检测敏感位置表面自组装巯基生物素单分子层；(c)在步骤b所得的巯基生物素单分子层上嫁接链亲和素；(d)使用BSA封闭质量型传感器表面非特异性位点。优选的，所述步骤a中聚乙二醇单分子层的自组装方法是将质量型传感器静置在聚乙二醇硅烷溶液中自组装生成聚乙二醇单分子层。优选的，所述的聚乙二醇硅烷溶液包括聚乙二醇硅烷、无水乙醇和去离子水，所述聚乙二醇硅烷、无水乙醇和去离子水的体积比为1:100:1,浸泡温度为75°C,浸泡时间为90分钟。所述聚乙二醇硅烷溶液会选择性的与表面为二氧化硅表面的非检测敏感表面结合，形成聚乙二醇单分子层。优选的，所述步骤b中，自组装巯基生物素单分子层的具体方法为:将质量型传感器放在巯基生物素溶液中静置生成生物素单分子层。[0021 ] 优选的，所述巯基生物素溶液选自Sulfo-NHS-SS-Biotin的PBS缓冲液、NHS-SS-Biotin 的 PBS 缓冲液或 Sulfo-NHS-(PEG4_bismannose)-SS-biotin 的 PBS 缓冲液中的一种，浓度为0.1~2.5mM(mmol/L)，所述质量型传感器放在巯基生物素溶液中静置的时间为8小时以上。所述巯基生物素会选择性的与表面为镀金表面的检测敏感表面结合，形成巯基生物素单分子层。优选的，所述巯基生物素溶液为ImM Sulfo-NHS-SS-Biotin的PBS缓冲液，静置温度为4°C。所述PBS (PBS =Phosphate Buffered Saline)缓冲液为含 0.05% 吐温一20 的pH7.4的磷酸盐缓冲液，通过磷酸二氢钾(KH2PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4* 12H20)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、吐温-20 [聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯，Tween-20, CASN0.9005-64-5]和水配置。所述各种生物素溶液均可通过市售途径获得。优选的，所述步骤c中嫁接链亲和素的具体方法为:将自组装巯基生物素后的质量型传感器放在I~2.5wt%链亲和素的PBS缓冲液中室温孵育0.5小时以上。优选的，步骤d所述封闭非特异性位点的具体方法为:将嫁接链亲和素后的质量型传感器放在I~5wt%BSA的PBS缓冲液中室温孵育0.5小时以上。本专利技术第三方面提供所述质量型传感器在基因分析用传感器制造领域中应用。本专利技术第四方面提供一种试剂盒，包括所述的质量型传感器、目标DNA上游引物、目标DNA下游引物及限制性内切酶，所述上游引物或下游引物上偶联有生物素。优选的，还包括PCR试剂。优选的，所述试剂盒中还包括限制性内切酶酶切所需试剂等各种试验中可能用到的常规试剂。本专利技术所提供的质量型传感器使用限制性内切酶在线酶切的基因检测的具体方法，包括如下步骤:(a)通过PCR反应扩增目标DNA，PCR过程中所使用的上游引物预先偶联了生物素；(b)将步骤a所得的PCR产物中的生物素化DNA特异性地吸附到质量型传感器的敏感表面,并通过质量型传感器计算出结合到质量型传感器的DNA的质量为Hi1 ；(C)对结合到质量型传感器表面的DNA进行限制性内切酶在线切割，通过质量型传感器计算出被切割掉的DNA质量为m2，被切割前目标DNA的总长度I1，而由DNA酶切位点位置决定的理论被切掉的DNA长度I2，将Hi2Ai1和I2Zl1的值比较后得出检测结论。若1?/!? ^ I2Zl1,即可判定被检测的DNA为目标DNA。综上所述，使用本专利技术所提供的质量传感器进行基因检测的主要优点是:(I)实时在线检测:DNA的结合以及DNA酶切直接由传感器显示。(2)结果准确:生物素-链亲和素结合特异性好,减少了 DNA非特异性吸附，通过特异性限制性酶切位点切割，原理上消除了假阳性结果。(3)检测速度快:①PCR产物不需要纯化，可直接分析。②由于DNA被固定在质量型传感器上，缓冲液替换简单快速。③DNA结合与酶切都在微小空间内完成，化学反应速度更快。(4)节约成本:使用了微型传感器，DNA样品与检测试剂等都是微量消耗。(5)扩展性好:本专利技术还可以应用在石英晶体微天平(QCM)等其它质量型传感器上。(质量型传感器包括微悬臂梁型传感器、石英晶体微天平等)【附图说明】图1为本专利技术实施例1的原理图。图2为本专利技术实施例1的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基因检测的质量型传感器，包括质量型传感器本体，其特征在于，所述质量型传感器本体的非检测敏感位置表面设有聚乙二醇单分子层，所述质量型传感器本体的检测敏感位置表面设有巯基生物素单分子层，所述巯基生物素单分子层上嫁接有链亲和素层。

【技术特征摘要】
1.一种用于基因检测的质量型传感器，包括质量型传感器本体，其特征在于，所述质量型传感器本体的非检测敏感位置表面设有聚乙二醇单分子层，所述质量型传感器本体的检测敏感位置表面设有巯基生物素单分子层，所述巯基生物素单分子层上嫁接有链亲和素层。2.如权利要求1所述的一种用于基因检测的质量型传感器，其特征在于，质量型传感器本体的非检测敏感位置表面为二氧化硅表面，质量型传感器本体的敏感位置表面为镀金表面。3.如权利要求1所述的一种用于基因检测的质量型传感器，其特征在于，巯基生物素单分子层选自 Sulfo-NHS-SS-Biotin、NHS-SS-Biotin 或 Sulfo-NHS-(PEG4_bismannose)-SS-biotin。4.如权利要求1所述的一种用于基因检测的质量型传感器，其特征在于，所述聚乙二醇单分子层为自组装的聚乙二醇单分子层，所述巯基生物素单分子层为自组装的巯基生物素单分子层。5.如权利要求1所述的一种用于基因检测的质量型传感器，其特征在于，所述质量型传感器的表面使用BSA封闭。6.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种用于基因检测的质量型传感器，其特征在于，所述的质量型传感器为微悬臂梁传感器或石英晶体微天平。7.如权利要求1-6 任一权利要求所述的一种用于基因检测的质量型传感器的制备方法，包括如下步骤: (a)在质量型传感器的非敏感位置表面自组装聚乙二醇单分子层； (b)在质量型传感器的检测敏感位置表面自组装巯基生物素单分子层； (c)在步骤b所得的巯基生物素单分子层上嫁接链亲和素； Cd)使用BSA封闭质量型传感器表面非特异性位点。8.如权利要求7所述的质量型传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤a中聚乙二醇单分子层的自组装方法是将质量型传感器静置在聚乙二醇硅烷溶液中自组装生成聚乙二醇单分子层。9.如权利要求8所述的质量型传感器的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铁刚，李昕欣，许鹏程，于海涛，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：