用于性别和类别识别的电化学DNA生物传感器制造技术

电化学DNA生物传感器包括以金纳米颗粒改性的丝网印刷的电极、二氧化硅纳米球复合物层、寡核苷酸序列、交联剂和氧化还原剂指示物。二氧化硅纳米球复合物层沉积在丝网印刷的电极上，且寡核苷酸序列使用交联剂固定在二氧化硅纳米球复合物层上。此外，寡核苷酸序列与来自相关的鱼的核酸的独特目标序列互补，使得来自相关的鱼的核酸杂交寡核苷酸序列来形成dsDNA。此外，氧化还原指示物嵌有dsDNA，其允许通过伏安法检测鱼的性别和类别。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于性别和类别识别的电化学DNA生物传感器
本专利技术的实施例涉及生物传感器，并且更具体地涉及快速地识别样本DNA来用于识别龙鱼的性别和类别而不需要任何熟练操作者的电化学DNA生物传感器。此外，其可根据使用需要来小型化。另外，其提供了便携和用户友好的结构的优点。
技术介绍
近年来，对马来西亚金龙鱼(Scleropagesformosus)的需求在世界范围内不断提高。这种价格昂贵的观赏鱼是马来西亚特有的，并且每年出口高达60,000条鱼，每条鱼的平均价格在10,000马币。因此，由于其高需求，故识别此物种是重要的。所以，已经在积极进行对用于快速诊断这些鱼的性别和类别的便携式、易用且低成本的生物分析系统的研究和开发。在这些系统中，基于DNA杂交的生物传感器由于它们不太昂贵且提供快速结果而变成了一种主要的诊断工具。常规生物传感器由生物识别构件、生物换能器构件和包括信号放大器、处理器和显示器的电子系统构成。生物识别构件与相关分析物交互，且交互由生物换能器测量，生物换能器输出与样本中的目标分析物的存在成比例的可测量信号。检测的分析物在性质上可为有机和无机两者。WO2008099163A1描述了一种检测样本中DNA的依赖蛋白质的重合的方法，其包括使用引入具有一个或多个DNA片段的DNA中的一个或多个发光体的发光来检测，其中片段使用一种或多种DNA结合蛋白质来结合。此外，发光技术包括使用ALEX-FRET。US20060228738A1公开了一种基于DNA聚吡咯的生物传感器，以及使用此生物传感器来快速检测大肠杆菌和其它微生物的方法。DNA聚吡咯生物传感器用于检测微生物来监测来自饮用水或食物源的样本的水质。此外，该生物传感器使用从自然环境取得的基因组DNA来用于快速检测微生物，以提供水污染的早期警告。CN103529036A描述了一种用于杂交黄颡鱼(Richardson)的幼鱼的性别识别方法。此杂交鱼通过活体性腺挤压、乙酸胭脂红染色和乙醇结晶紫染色的方法来识别。此外，该方法的准确性通过性腺组织的石蜡切片来验证。具体而言，该生物传感器的至少一个优点在于它们可检测痕量的样本溶液。待分析的样本暴露于附加的化学物质，其附于分析物上，以便标注或标记它们。在添加化学物质的情况下，标注的分析物变得更大，且不同地响应于特定光频率或以使它们较容易检测的一些方式另外改变物理性质。尽管常规的生物传感器可提供各种优点如上文所述的那些，但常规生物传感器在各种其它问题上受限，如，放射性标记或氧化还原标记的探针的使用是有问题的，因为放射性标记寿命短，这需要在短时间段内完成分析。此外，氧化还原标记的使用取决于可存在真实样本中的干扰的颜色变化。此外，常规分析物检测系统基于分析物与分析物结合受体之间的分析物特有的结合。此类系统通常需要复杂的多构件检测系统，如，酶联免疫吸附试验、电化学检测系统，或需要分析物和受体以检测分子标记，例如，荧光共振能量转移(FRET)系统。此外，其包括使用诸如聚合酶链反应(PCR)和凝胶电泳的仅可由熟练操作者完成的技术。此外，这些技术太慢，且劳动强度大，且可仅在实验室中执行。因此，在现有技术中，仍需要具有克服前述问题和不足的改进的生物传感器。然而，本领域中仍需要快速地识别样本DNA来用于经由电化学检测识别龙鱼的性别和类别的电化学DNA生物传感器。此外，该生物传感器便携且提供简单且快速的结果。另外，其可由非熟练操作者如农民操作。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对提供一种电化学DNA生物传感器，其快速地识别样本DNA来经由电化学检测识别龙鱼的性别和类别。此外，提出的生物传感器测量产生的电流，其不取决于颜色变化，且因此消除了真实样本中的干扰的风险。此外，电化学DNA生物传感器涉及直接检测方法，且定性且定量地给出快速结果，而不需要PCR放大反应。另外，其为用户友好且便携的。本专利技术提供由权利要求1的特征，然而本专利技术还可在于权利要求的特征的任何组合。根据本专利技术的实施例，电化学DNA生物传感器包括以金纳米颗粒改性的丝网印刷的电极、二氧化硅纳米球复合物层、寡核苷酸序列、交联剂和氧化还原指示物。二氧化硅纳米球复合物层沉积在丝网印刷的电极上，且寡核苷酸序列使用交联剂固定在二氧化硅纳米球复合物层上。此外，寡核苷酸序列与来自相关的鱼的核酸的独特目标序列互补，使得来自相关的鱼的核酸杂交寡核苷酸序列来形成dsDNA。此外，氧化还原介体嵌有dsDNA，其允许通过伏安法检测鱼的性别和类别。根据本专利技术的实施例，丝网印刷的电极是碳丝网印刷的电极。根据本专利技术的实施例，寡核苷酸序列是马来西亚金龙鱼(Scleropagesformosus)的DNA序列。根据本专利技术的实施例，交联剂是戊二醛(GA)。根据本专利技术的实施例，氧化还原指示物是单磺酸蒽醌(AQMS)。根据本专利技术的实施例，目标序列是DNA或RNA。根据本专利技术的实施例，鱼是马来西亚金龙鱼(Scleropagesformosus)。根据本专利技术的实施例，电化学DNA生物传感器还包括干试剂垫，其包括缓冲盐和氧化还原指示物。此外，氧化还原指示物和缓冲盐固定在干试剂垫中。根据本专利技术的实施例，伏安法是微分脉冲伏安法(DPV)。尽管本文通过举例使用实施例和示范性图来描述本专利技术，但本领域的技术人员将认识到，本专利技术不限于所述一个或多个附图中的实施例，且不旨在代表各种构件的比例。此外，可形成本专利技术的一部分的一些构件可为了简化图示而在某些图中不示出，且此类省略并未以任何方式限制提出的实施例。应当理解，附图及其详细描述不旨在将本专利技术限于公开的特定形式，而相反，本专利技术将覆盖落入如由所附权利要求限定的本专利技术的范围内的所有改型、等同方案和备选方案。本文使用的标题仅用于组织目的，且不意在用于限制描述或权利要求的范围。如本描述各处使用的词语"可"是以允许意义(即，意指有可能)而非强制意义(即，意指必须)使用。此外，词语"一个"或"一种"意指"至少一个"，除非另外指出。此外，本文使用的术语和短语仅用于描述目的，且不应当看作是在限制范围。语言如"包括"、"包含"、"具有"、"含有"或"涉及"，以及其变型旨在为宽泛的，且涵盖下文列出的主题、等同方案和未叙述的附加主题，且不旨在排除其它添加物、构件、整数或步骤。类似地，出于适用法律性目的，用语"包括"看作是与用语"包括"或"含有"同义。文献、动作、材料、装置、制品等的任何论述都仅用于提供本专利技术的背景的目的而包括在说明书中。并未建议或代表任何或所有这些主题都形成现有技术的基础的一部分，或是关于本专利技术的领域中的常见的普通知识。在本公开案中，每当成分或元件或元件组前面有过渡性短语"包括"时，将理解到，我们还构想出了相同成分、元件或元件组在成分、元件或元件组的叙述之前具有过渡性短语"构成"、"构造成"、"选自以下构成的集合"、"包含"或"是"。附图说明所以，可详细理解本专利技术的上述特征的方式、本专利技术的更具体的描述、简要概括的上文，可参照实施例，其中一些在附图中示出。然而，将注意到的是，附图仅示出了本专利技术的典型实施例，且因此不认作是限制其范围，因为本专利技术可允许其它同样有效的实施例。本专利技术的这些及其它特征、好处和优点将通过参照以下附图变为清楚，其中相似的参考标号表示各种视图中的相似结构，在附图中：图1示出了根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学DNA生物传感器，包括：以金纳米颗粒改性的丝网印刷的电极；沉积在所述丝网印刷电极上的二氧化硅纳米球复合物层；由交联剂固定在所述二氧化硅纳米球复合物层上的寡核苷酸序列；氧化还原指示物；其中所述寡核苷酸序列的至少一部分与来自相关的鱼的核酸的独特目标序列互补，使得来自所述相关的鱼的所述核酸与所述寡核苷酸序列杂交来形成dsDNA，其中所述氧化还原指示物嵌有所述dsDNA，其允许通过伏安法检测所述鱼的性别和类别。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 MY PI20157016711.一种电化学DNA生物传感器，包括：以金纳米颗粒改性的丝网印刷的电极；沉积在所述丝网印刷电极上的二氧化硅纳米球复合物层；由交联剂固定在所述二氧化硅纳米球复合物层上的寡核苷酸序列；氧化还原指示物；其中所述寡核苷酸序列的至少一部分与来自相关的鱼的核酸的独特目标序列互补，使得来自所述相关的鱼的所述核酸与所述寡核苷酸序列杂交来形成dsDNA，其中所述氧化还原指示物嵌有所述dsDNA，其允许通过伏安法检测所述鱼的性别和类别。2.根据权利要求1所述的电化学DNA生物传感器，其特征在于，所述丝网印刷的电极是碳丝网印刷电极。3.根据权利要求1所述的电化学DNA生物传感器，其特征在于，所述寡核苷酸序列是马来西亚金龙鱼(Scleropagesformosu...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毓兴，宗可辉阿布德拉希德，刘宝嫱，德迪弗特拉，
申请(专利权)人：马来西亚国立大学，马来西亚渔业局，
类型：发明
国别省市：马来西亚,MY