一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA浓度检测方法技术

本发明专利技术提供了一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA浓度检测方法。该栅电极修饰方法，包括以下步骤：将壳聚糖加入至链霉亲和素溶液中，得到第一混合物；将第一混合物滴加至栅电极上，然后滴加HP

【技术实现步骤摘要】
一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA浓度检测方法


[0001]本专利技术涉及化学检测及生物传感
，尤其涉及一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA
‑
141浓度检测方法。

技术介绍

[0002]高度稳定的血液循环微RNA(miRNA)成为最有希望和微创的癌症生物标记物，且广泛存在于动物、植物和微生物中。有如下两个特点：1)短的非编码内源性RNA分子(通常是19
‑
22个核苷酸)；2)可以在转录后水平调控特定基因的表达(主要是通过互补结合抑制或降解信使RNA(mRNA)而在转录后水平上起调节子的作用)。并且它们的异常表达经常在帕金森氏病、重度抑郁、中风和各种癌症等疾病中观察到。包括miRNA
‑
141，miRNA
‑
200b和miRNA
‑
375等在内的一系列miRNA已被认为是识别PCa患者的潜在生物标记物，所以开发出对miRNA的灵敏检测的传感器是科研工作者的重要目标。
[0003]用于检测miRNA的传统分析方法包括Northern杂交、基于微阵列的杂交技术和定量实时聚合酶链反应(qRT
‑
PCR)等。然而，这些方法存在诸如高成本、繁琐的设计、耗时且费力的过程等限制。所以需要开发一种灵敏可靠的方法来对PCa进行早期诊断。由于晶体管自身具备放大功能，可通过晶体管来检测，目前溶液栅晶体管传感主要都是通过分析物与沟道的作用来进行检测，这样沟道修饰比较复杂，使得器件的稳定性不好。
[0004]基于此有必要对现有的检测miRNA的方法进行改进。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA
‑
141浓度检测方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种栅电极修饰方法，包括以下步骤：
[0007]提供一栅电极；
[0008]将壳聚糖加入至链霉亲和素溶液中，得到第一混合物；
[0009]将第一混合物滴加至栅电极上，然后滴加HP
‑
2核酸溶液培育后得到HP
‑
2修饰栅电极；
[0010]配制ST/HP
‑
1杂交核酸，然后将目标物miRNA141和ST/HP
‑
1杂交核酸混合，再加入T7核酸外切酶，最后进行酶失活处理得到第二混合物；
[0011]将第二混合物滴加至HP
‑
2修饰栅电极上得到第二混合物修饰电极；
[0012]其中，HP
‑
2核酸的基因序列如SEQ ID NO:1所示；
[0013]ST核酸的基因序列如SEQ ID NO:2所示；
[0014]HP
‑
1核酸的基因序列如SEQ ID NO:3所示。
[0015]优选的是，所述的栅电极修饰方法，将第二混合物滴加至HP
‑
2修饰栅电极上之后还包括：
[0016]将环状DNA溶液和HP
‑
3核酸溶液混合得到第三混合物，将第三混合物滴加至第二混合物修饰栅电极上培育，再置于滚环扩增混合液中进行滚环扩增，最后置于血红素溶液中浸泡；
[0017]其中，环状DNA的基因序列如SEQ ID NO:4所示；
[0018]HP
‑
3核酸的基因序列如SEQ ID NO:5所示。
[0019]优选的是，所述的栅电极修饰方法，所述链霉亲和素溶液的浓度为0.1～0.2mg/mL，第一混合物中壳聚糖的质量浓度为1～3％；
[0020]所述栅电极为玻碳电极；
[0021]所述HP
‑
2核酸溶液的浓度为4～6μM；
[0022]ST/HP
‑
1杂交核酸具体为：将ST核酸溶液与HP
‑
1核酸溶液混合，于90～100℃下退火3～7min，然后加入核酸外切酶I，于70～80℃下保持5～15min进行酶失活处理，ST核酸溶液与HP
‑
1核酸溶液的浓度均为90～110nM。
[0023]优选的是，所述的栅电极修饰方法，所述滚环扩增混合液包括Phi29聚合酶、10xPhi29聚合酶缓冲液和dNTPs；
[0024]所述环状DNA溶液的浓度为1～2μM；
[0025]所述HP
‑
3核酸溶液的浓度为4～6μmol/L；
[0026]所述血红素溶液的配制方法为：将血红素加入至二甲亚砜水溶液中，所述血红素的浓度为8～12μM。
[0027]第二方面，本专利技术还提供了一种栅控石墨烯晶体管生物传感器，包括所述的方法修饰得到的栅电极。
[0028]优选的是，所述的栅控石墨烯晶体管生物传感器，还包括基底，所述基底上设有源极和漏极，所述基底位于所述源极和所述漏极之间形成沟道，所述沟道上设有石墨烯。
[0029]优选的是，所述的栅控石墨烯晶体管生物传感器，所述源极和漏极的材料均为Cr/Au。
[0030]优选的是，所述的栅控石墨烯晶体管生物传感器，通过湿法转移法将石墨烯转移至沟通上。
[0031]优选的是，所述的栅控石墨烯晶体管生物传感器，所述基底为玻璃基底。
[0032]第三方面，本专利技术还提供了一种miRNA浓度检测方法，包括以下步骤：将权利要求5～9任一所述的栅控石墨烯晶体管生物传感浸入PBS溶液中，加入H2O2以及miRNA，在固定的源极和漏极之间的电压下，改变栅电极的电压，测量沟道电流。
[0033]本专利技术的一种栅电极修饰方法、栅控石墨烯晶体管生物传感器及miRNA
‑
141浓度检测方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0034](1)本专利技术的栅电极修饰方法，将目标物miRNA141和ST/HP
‑
1杂交核酸混合，再加入T7核酸外切酶，在该酶切循环中，T7核酸外切酶(T7 exo)可以实现对miRNA
‑
141的替换与放大；
[0035](2)本专利技术的栅电极修饰方法，在滚环扩增中，Phi 29聚合酶可以实现DNA的成倍扩增，在双重放大的辅助下，我们实现了对目标物miRNA
‑
141的高灵敏度，宽线性范围(25fM至25nM)的检测；
[0036](3)本专利技术的栅控石墨烯晶体管生物传感器，包括修饰的栅电极，其为miRNA等低
浓度分析物的检测提供了一种可行性技术平台，在作为前列腺癌的床旁检测工具中有一定的潜力。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种栅电极修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一栅电极；将壳聚糖加入至链霉亲和素溶液中，得到第一混合物；将第一混合物滴加至栅电极上，然后滴加HP
‑
2核酸溶液培育后得到HP
‑
2修饰栅电极；配制ST/HP
‑
1杂交核酸，然后将目标物miRNA141和ST/HP
‑
1杂交核酸混合，再加入T7核酸外切酶，最后进行酶失活处理得到第二混合物；将第二混合物滴加至HP
‑
2修饰栅电极上得到第二混合物修饰电极；其中，HP
‑
2核酸的基因序列如SEQ ID NO:1所示；ST核酸的基因序列如SEQ ID NO:2所示；HP
‑
1核酸的基因序列如SEQ ID NO:3所示。2.如权利要求1所述的栅电极修饰方法，其特征在于，将第二混合物滴加至HP
‑
2修饰栅电极上之后还包括：将环状DNA溶液和HP
‑
3核酸溶液混合得到第三混合物，将第三混合物滴加至第二混合物修饰栅电极上培育，再置于滚环扩增混合液中进行滚环扩增，最后置于血红素溶液中浸泡；其中，环状DNA的基因序列如SEQ ID NO:4所示；HP
‑
3核酸的基因序列如SEQ ID NO:5所示。3.如权利要求1所述的栅电极修饰方法，其特征在于，所述链霉亲和素溶液的浓度为0.1～0.2mg/mL，第一混合物中壳聚糖的质量浓度为1～3％；所述栅电极为玻碳电极；所述HP
‑
2核酸溶液的浓度为4～6μM...

【专利技术属性】
技术研发人员：何汉平，罗极，戈芷琪，曹磊，常钢，张修华，王升富，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：