一种用BSA等电点封闭液构建可再生DNA杂交界面的方法技术

本发明专利技术公开了一种用BSA等电点封闭液构建可再生DNA杂交界面的方法。本发明专利技术将BSA等电点溶液(pH 4.6)作为封闭液来封闭传感界面对DNA光纤进行封闭处理，并提出了一种用BSA等电点封闭液构建可再生DNA杂交界面的方法，实现对传感界面活性吸附位点的高效率封闭，抑制生物功能化的传感界面对非特异性核酸链的吸附作用，同时保证目标链段向传感界面的杂交，从而提高传感设计的信噪比，提升器件灵敏度。本发明专利技术的方法在减少活性吸附位点的基础上，同时确保了目标核酸链向DNA界面的杂交，且该方法具有经济、简便、快速的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于检测分析领域，具体涉及一种用BSA等电点封闭液构建可再生DNA杂交界面的方法。
技术介绍
在生物传感方法中，生物元件之间的(亲和)识别构成了传感的基础。传统的生物识别对包括经典的免疫识别对(抗原抗体)与生物体内的亲和识别对(如亲和素和生物素)。一般地，传统识别对中的一方属于蛋白质。而具备生物识别力的蛋白质(如抗体)通常具备较高的获取及保存成本；另外，涉及活体生产的蛋白质也存在批次间性质不稳定的问题。这些缺点在一定程度上限制了传统生物识别材料在传感领域的应用。自上世纪末，以功能核酸作为新型生物识别元件的传感分析方法也取得了迅猛的发展。功能核酸是具有亲和识别、催化等特定功能的寡聚核苷酸片段，以核酸适配体(aptamer)与DNA酶(DNAzyme)两种核酸材料为代表。相较于抗体等传统生物识别材料而言，可人工合成的功能核酸具备生产及运输成本低、易保存、性质稳定等优势。目前已有百余种功能核酸见诸报道，其识别对象涵盖生物毒素、金属离子、细胞代谢物、大分子蛋白、全细胞等上百种物质，其应用领域集中于生物传感及活细胞诊疗等方面。随着功能核酸领域的迅猛发展，生物传感领域内也有一大批以功能核酸作识别材料的检测方案应运而生。其中多数方案类属于均相检测——即检测中不存在固相界面，单纯利用液相DNA分子和目标物(互补链或靶分子)之间的相互识别，结合荧光标记或染色、纳米材料辅助的比色、酶促反应等技术手段实现对靶标物的定量分析。虽然均相检测具有对硬件要求低、反应速度快等优点，但相较于基于界面结构(如光纤、光波导芯片、电极等)的生物传感器，均相策略无法实现探针固载化，因而难以构建稳定、高集成化、可再生(可反复利用，单次检测成本低)的传感器件。而应用功能核酸的界面型传感器可细分为两类：1)直接将DNA共价固载于传感界面(后称为DNA界面)；2)依托均相反应进行检测，实现一次信号转换，将靶标物浓度信号转变为中转物质浓度，再利用界面识别中转信号(称为间接界面)。显然，相较于DNA界面，间接界面涉及多次信号转换，不仅在操作层面具有更高的复杂度，更有可能引入信号偏倚、损失，甚至湮没。综上所述，从提升用户操作体验、降低检测成本、推广生物传感检测应用范围层面考虑，构建可再生的DNA界面意义重大。一般地，人工修饰的生物传感界面上会存在一些活性吸附位点，此类位点易通过亲疏水、静电以及氢键等作用吸附待测液中的特定组分。对于DNA界面而言，无论吸附目标链段或非目标链段，均有可能降低传感的质量、影响分析结果。因此，在构建DNA传感界面时，需要规避核酸分子对传感界面的“非特异性吸附”。在基于DNA界面的传感系统中，存在两条检验封闭质量的基本标准：1)封闭后的传感界面较之于无封闭或其他封闭材料封闭的传感界面对非特异性链的响应信号应大幅降低；2)封闭后的传感界面应能保证对目标杂交链的高信号响应。然而，在现有的基于DNA界面的传感系统中，少有能同时满足上述两条标准的优质封闭剂见诸报道。采用低质量的封闭，往往不能有效降低非特异性吸附，或在降低非特异性吸附的同时也破坏了DNA界面的生物活性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种封闭液。本专利技术提供的封闭液是将BSA与pH为4.4-4.8的缓冲液混匀后得到的溶液。所述BSA在所述封闭液中的浓度为1-3mg/mL。上述封闭液中，所述pH为4.6。上述封闭液中，所述BSA在所述封闭液中的浓度为2mg/mL。上述封闭液中，所述缓冲液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液或乙酸-乙酸钠缓冲液。所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液为0.1M的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液；所述乙酸-乙酸钠缓冲液0.2M乙酸-乙酸钠缓冲液。上述0.1M柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的配置方法如下：将0.1mol/L的柠檬酸水溶液(柠檬酸C6H8O7·H2O：分子质量210.14，0.1mol/L，溶液为21.01克/升)与0.1mol/L的柠檬酸钠水溶液(柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O：分子质量294.12，0.1mol/L溶液为29.41克/毫升)按照体积比为103：97的比例混匀，即可得到0.1M柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。上述0.2M乙酸-乙酸钠缓冲液的配置方法如下：将0.2M的乙酸钠水溶液(Na2Ac·3H2O分子质量＝136.09，0.2mol/L溶液为27.22克/升)与0.2M的乙酸水溶液按照体积比为49：51的比例混匀，即可得到0.2M乙酸-乙酸钠缓冲液。上述封闭液中，所述缓冲液具体为0.1M的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。本专利技术的另一个目的是提供上述封闭液的新用途。本专利技术提供了上述封闭液在如下(1)-(8)中任一种中的应用：(1)构建DNA界面和/或构建可再生DNA界面；(2)封闭DNA界面的活性吸附位点；(3)提高DNA界面对目标核酸链的特异性吸附和/或识别；(4)降低DNA界面对非目标核酸链的非特异性吸附和/或识别；(5)提高DNA界面对目标核酸链的信号响应值；(6)降低DNA界面对非目标核酸链的信号响应值；(7)促进目标核酸链与DNA界面的杂交；(8)抑制非目标核酸链与DNA界面的杂交。本专利技术还有一个目的是提供一种DNA界面的构建方法。本专利技术提供的DNA界面的构建方法包括如下步骤：1)采用共价法将末端修饰氨基的DNA分子与表面活化有醛基的光纤连接，得到DNA修饰的光纤；2)用上述封闭液封闭所述DNA修饰的光纤，得到封闭处理后的光纤，即得到DNA杂交界面。上述方法中，若所述DNA分子为双链DNA分子，还包括将所述封闭处理后的光纤的双链DNA分子变性，恢复单链DNA界面的步骤。本专利技术的方法中的DNA分子为双链DNA分子，需要进行变性处理，使其成为单链，但此处的DNA分子也可以是单链DNA分子，如果是单链DNA分子，则不需要变性处理的步骤。上述方法中，所述变性的方法为用DNA变性液浸泡所述封闭处理后的光纤，所述DNA变性液为尿素溶液；所述尿素溶液的溶剂为水，溶质为尿素和NaCl，溶质及在尿素溶液中的浓度为：尿素4M，NaCl50mM。上述方法中，所述封闭的条件为37℃，100rpm震荡4小时。上述方法中，所述步骤1)包括如下步骤：A1)用Piranha溶液浸泡光导纤维，得到Piranha溶液处理后光纤；A2)用三乙氧基硅烷溶液浸泡所述Piranha溶液处理后光纤，得到三乙氧基硅烷处理后的光纤；A3)用戊二醛水溶液浸泡所述三乙氧基硅烷处理后的光纤，得到戊二醛处理后的光纤；A4)用所述末端修饰氨基的DNA分子的溶液浸泡所述戊二醛处理后的光纤，得到DNA修饰的光纤。上述方法中，所述步骤A2)和所述步骤A3)之间还包括将所述三乙氧基硅烷处理后的光纤进行超声清洗的步骤；所述步骤A4)后还包括将所述DNA修饰的光纤依次经过甘氨酸水溶液和氰基硼氢化钠水溶液处理的步骤。上述方法中，所述Piranha溶液是将浓H2SO4与30％(质量百分比浓度)H2O2水溶液混匀后得到的溶液，其中，浓H2SO4与30％H2O2水溶液的体积比为3:1；所述三乙氧基硅烷溶液是将APTS与无水甲苯混匀后得到的溶液，其中，APTS的体积分数为1％；所述戊二醛水溶液中戊二醛的体积分数为1％；所述末端修饰氨基的DNA分子的溶液中的DNA分子的浓度为300nM。上述方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭液，是将BSA与pH为4.4‑4.8的缓冲液混匀后得到的溶液；所述BSA在所述封闭液中的浓度为1‑3mg/mL。

【技术特征摘要】
1.一种封闭液，是将BSA与pH为4.4-4.8的缓冲液混匀后得到的溶液；所述BSA在所述封闭液中的浓度为1-3mg/mL。2.根据权利要求1所述的封闭液，其特征在于：所述pH为4.6；所述BSA在所述封闭液中的浓度为2mg/mL。3.根据权利要求1或2所述的封闭液，其特征在于：所述缓冲液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液或乙酸-乙酸钠缓冲液。4.权利要求1-3中任一所述的封闭液在如下(1)-(8)中任一种中的应用：(1)构建DNA界面和/或构建可再生DNA界面；(2)封闭DNA界面的活性吸附位点；(3)提高DNA界面对目标核酸链的特异性吸附和/或识别；(4)降低DNA界面对非目标核酸链的非特异性吸附和/或识别；(5)提高DNA界面对目标核酸链的信号响应值；(6)降低DNA界面对非目标核酸链的信号响应值；(7)促进目标核酸链与DNA界面的杂交；(8)抑制非目标核酸链与DNA界面的杂交。5.一种DNA界面的构建方法，包括如下步骤：1)采用共价法将末端修饰氨基的DNA分子与表面活化有醛基的光纤连接，得到DNA修饰的光纤；2)用权利要求1-3中任一所述的封闭液封闭所述DNA修饰的光纤，得到封闭处理后的光纤，即得到DNA界面。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：若所述DNA分子为双链DNA分子，还包括将所述封闭处理后的光纤的双链DNA分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小红，王若瑜，施汉昌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11