本发明专利技术公开了基于量子点的核酸传感器及其制备方法和检测方法，该核酸传感器包括固相支持物和固定在固相支持物表面的寡核苷酸探针阵列，寡核苷酸探针阵列由一种不含自身互补序列的寡核苷酸探针组成，寡核苷酸探针的一端标记量子点并通过量子点固定在固相支持物的表面；或者寡核苷酸探针阵列由一种分子信标组成，分子信标的一端标记量子点并通过量子点固定在固相支持物的表面，另一端标记荧光猝灭基团；利用碱基互补配对原则和ＦＲＥＴ现象，可以实现核酸样品中特定核酸序列的检测，且制备简单、检测准确、灵敏、简便、快速，可同时检测多个样品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物传感器，特别涉及基于量子点的核酸传感器，还涉及该核 酸传感器的制备方法和检测方法。
技术介绍
在核酸分析领域，核酸传感器作为准确、简便、快速的检测方法，已受到 越来越多的关注。其基本原理是将带有标记物的能够识别特定核酸序列的寡核 香酸探针固定于固相支持物上，测定时与待测核酸样品进行杂交反应，并将杂 交反应结果转化为可以读取的信号输出，从而实现对待测核酸样品中特定核酸序列的定性或定量^r测。核酸传感器检测时的输出信号可以是电信号或光信号等，这取决于具体所 采用的检测技术。焚光共振能量转移(FRET)是指能量从一种受激发的荧光物质 (给体)以非辐射的方式转移到另一种荧光物质(受体)的物理现象。当给体的发射 光谱与受体的吸收光谙能够有效地重叠，并且给体和受体之间的距离在l ~ 10nm 以内，给体和受体之间就会发生FRET,使给体荧光强度降低，受体荧光强度增 强或不发射荧光，同时伴随二者荧光寿命的相应缩短和延长。利用生物体自身 的荧光或者将有机荧光染料分子标记到研究对象上，FRET技术已被成功地应用 于核酸检测、免疫分析、生物大分子相互作用研究等诸多方面。一个理想的FRET体系，要求给体的发射光谱和受体的吸收光谱有明显的重 叠，给体的发射光谱和受体的发射光谱完全分开，在给体的激发波长下对受体 无激发。但传统的有机荧光染料吸收光谱较窄，并且吸收峰和发射峰之间的斯 托克斯位移较小，在给体的有效激发波长下常常会造成对受体的激发；此外， 给体的发射光谱较宽且常常伴有拖尾，经常与受体的发射光谱重叠，造成光谱千扰；再者，许多有机荧光染料的光漂白和光降解现象比较严重，造成体系不 稳定，从而使FRET技术的发展和应用受到一定限制。量子点的出现为克服以上问题带来了希望。量子点(quantumdots， QDs)是一 种直径在1 10nm之间，能够接受激发光产生荧光的半导体纳米颗粒，由周期表中n-vi族或ni-v族元素组成。其相对于有机染料具有许多优点(l)量子点的激发波长范围宽，从紫外区到近红外区，可以用同一波长的光激发不同粒径的 量子点，并且可以通过选择合适的激发波长来避免对受体分子的直接激发；(2) 量子点的粒径越大，荧光波长越长，可以通过改变量子点的粒径来调节量子点 发射光i普与受体吸收光谱的重叠程度，从而可以调节FRET效率；(3)量子点的 焚光谱峰狭窄而对称，半高峰宽通常为25 45nrn; (4)量子点的发光强度高，对 光漂白有强烈的抵制作用。由于这些独特的量子优势，近年来将量子点应用于 FRET的研究更为深入，范围不断扩展，但迄今为止，尚未见将量子点制成基于 固相支持物的核酸传感器的研究报道。
技术实现思路
有鉴于此，为克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供第一种基 于量子点的核酸传感器，可以实现待测核酸样品中特定核酸序列的准确、灵敏、 简便、快速、高通量检测。为达到此目的，在本专利技术的第一方面，提供了第一种基于量子点的核酸传 感器，包括固相支持物和固定在固相支持物表面的寡核苷酸探针阵列，所述寡 核苷酸探针阵列由一种不含自身互补序列的寡核苷酸探针组成，所述寡核苷酸 探针一端标记量子点并通过量子点固定在固相支持物的表面。进一步，所述量子点选自MgS、 MgSe、 MgTe、 CaS、 CaSe、 CaTe、 ZnO、 ZnS、 ZnSe、 ZnTe、 SrS、 SrSe、 SeTe、 CdS、 CdSe、 CdTe、 BaS、 BaSe、 BaTe、 HgS、 HgSe、 HgTe、 PbSe、 CaAs、 lnP、 InAs、 InCaAs、 ZnS/CdS、 ZnS/CdS/ZnS、 ZnS/HgS/ZnS/CdS、 CdS/ZnS、 CdS/Ag2S、 CdS/HgS、 CdS/HgS/CdS、 CdS/PbS、 CdS/Cd(OH)2、 CdSe/CuSe、 CdSe/ZnS、 CdSe/ZnSe、 CdSe/CdS、 CdSe/HgSe、CdSe/HgSe/CdSe、 CdSe/HgTe、 CdTe/HgS、 CdTe/HgTe、 InAs/ZnSe、 InAs/CdSe、 InAs/InP、 ZnS:Mn、 ZnS:Cu、 CdS:Mn和CdS:Cu中的任一种，或以上述任一种 为核、二氧化硅为壳的核壳型量子点。本专利技术的目的之二在于提供所述第一种基于量子点的核酸传感器的制备方法。为达到此目的，在本专利技术的第二方面，提供了所述第一种基于量子点的核 酸传感器的制备方法，包括以下步骤a、 制备随霉亲和素标记的量子点；b、 制备不含自身互补序列且一端生物素标记的寡核苷酸探针；c、 将步骤b所得一端生物素标记的寡核苷酸探针与步骤a所得链霉亲和素 标记的量子点通过生物素-链霉亲和素的特异性结合进行偶联，制备一端量子点 标记的寡核苷酸探针；d、 将固相支持物的表面用生物素标记，再利用生物素-链霉亲和素的特异性 结合将步骤c所得一端量子点标记的寡核苷酸探针通过量子点固定至固相支持物的表面，同时固定多个寡核苷酸探针至形成阵列，即得核酸传感器。本专利技术的目的之三在于提供所述第一种基于量子点的核酸传感器的检测方法。为达到此目的，在本专利技术的第三方面，提供了所述第一种基于量子点的核 酸传感器的检测方法，包括以下步骤a、 制备一端荧光淬灭基团标记的待测核酸样品；b、 将步骤a所得一端荧光淬灭基团标记的待测核酸样品与核酸传感器表面 的寡核香酸探针进行杂交反应，当寡核苷酸探针和待测核酸样品中的特定核酸 序列杂交后，量子点和荧光猝灭基团彼此靠近并发生FRET;c、 以一定波长的激发光照射杂交反应后的核酸传感器，通过杂交前后量子 点荧光强度的变化进行待测核酸样品中特定核酸序列的检测。进一步，所述荧光淬灭基团选自5-羧基荧光素(5-FAM)、 6-FAM、异硫氰酸荧光素(FITC)、罗丹明B、罗丹明101、罗丹明123、罗丹明640、罗丹明6G、 四曱基-6-羧基罗丹明(TAMRA)、四乙基罗丹明异硫氰酸盐(TRITC)、罗丹明红 -X(RRX)、阿历克斯350(Alexa350)、 Alexa488、 Alexa555、 Alexa568、 Alexa594、 Alexa647、 Alexa680、花青染料2(Cy2)、 Cy3 、 Cy5 、黑猝灭剂-1 (Black Hole Quencher l,BHQ-l)、 BHQ-2、 BHQ-3、 LightCycler-Red 640(LC-Red640)、 LC-Red705、德 克萨斯红(TR)、氨曱香豆素乙酸(AMCA)、 4-(4'-二曱基氨基)偶氮苯基苯曱酸 (DABCYL)、赛博绿-I(SYBR Green I)和纳米金中的任一种。本专利技术的目的之四在于提供第二种基于量子点的核酸传感器，可以实现待 测核酸样品中特定核酸序列的准确、灵敏、简便、快速、高通量检测。为达到此目的，在本专利技术的第四方面，提供了第二种基于量子点的核酸传 感器，包括固相支持物和固定在固相支持物表面的寡核苷酸探针阵列，所述寡 核苷酸探针阵列由一种分子信标组成，所述分子信标的一端标记量子点并通过 量子点固定在固相支持物的表面，另 一端标记荧光猝灭基团。进一步，所述量子点选自MgS、 MgS本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于量子点的核酸传感器，其特征在于：包括固相支持物和固定在固相支持物表面的寡核苷酸探针阵列，所述寡核苷酸探针阵列由一种不含自身互补序列的寡核苷酸探针组成，所述寡核苷酸探针一端标记量子点并通过量子点固定在固相支持物的表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗阳，府伟灵，王珏，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]
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