【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物标志物检测，具体涉及一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器及其应用。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、生物标志物作为能反映人体生理、病理状态的关键指标成分(通常是核酸、蛋白质和小分子)，其灵敏和准确的检测对临床诊断、生物医学和环境监测具有重要意义。在诸多检测技术中，核酸扩增技术能在短时间内产生大量的特定序列拷贝，为灵敏的生物标志物检测提供了一种强大的分析工具。作为典型的核酸扩增策略，聚合酶链反应(pcr)因其卓越的灵敏度而得到广泛认可。然而，一方面对精密控温仪器的依赖和冗繁的操作导致其较高的使用成本和技术门槛。另一方面，在检测低水平成分时容易出现假性信号的问题在一定程度上损害了pcr分析的准确性。这些问题严重限制了pcr的应用。因此，十分需要开发方便、灵敏和准确的新型扩增策略。
3、等温核酸扩增作为一种新型的分子生物学工具，不需要复杂的精密控温设备，在简化操作的同时表现出优异的扩增效率。目前基于等温核酸扩增已经开发了一系列生物传感策略，如链置换扩增(sda)、滚环扩增(rca)、指数扩增反应(expar)、环介导等温扩增(lamp)、解旋酶依赖性扩增(hda)。这些策略在灵敏度和便利性方面表现出优异的性能。然而在准确性方面仍面临挑战。首先，已报道的扩增策略通常一旦启动，无论是否存在目标物都会自发进行，缺乏对目标物的依赖性，这往
4、结合诱导的dna链置换(bidsd)是一个高度精密的反应过程，当两个核酸配体结合到同一个目标分子上时，会诱导发生邻近效应驱动的链置换反应。由于其独特的双重识别模式，bidsd表现出优良的选择性，并在精确控制dna相互作用方面具有独特优势。引物交换反应(per)是一种新型的dna技术，其能实现单链dna的可编程和自主合成。典型的per利用dna发夹作为模板，在dna聚合酶作用下发生可逆的和重复的链置换过程，最终生成特定的dna单链。由于其反应高效和设计简洁的优势，per在生物传感应用中具有巨大的潜力。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术提供一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器及其应用。具体的，本专利技术结合bidsd和per的高选择、高灵敏和设计简洁的优势，开发了基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器，以期用于灵敏和准确地检测核酸、蛋白质和小分子。基于上述研究成果，从而完成本专利技术。
2、为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一个方面，提供一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器，所述荧光生物传感器至少包括一种双链dna结合探针和一种信号探针；
4、其中，所述双链dna结合探针用于分子识别和核酸扩增，具体的，其至少由一个toehold区、一个模板链、一个迁移链、一个ggg停止位点和两个结合臂组成；所述结合臂包含互补序列、亲和分子或分裂适体等识别元件，使其能够选择性和特异性地结合待测生物分子；所述待测生物分子包括核酸、蛋白质和小分子等，在此不做具体限定。
5、所述信号探针具体为双链dna，其中第一dna单链在5’端修饰有荧光基团，近3’端设计有所述toehold区；所述第二dna单链在3’端设计有淬灭基团，当所述信号探针为双链dna结合状态时，所述荧光基团被所述淬灭基团所淬灭。
6、进一步的，当待测生物分子不存在时，结合探针在聚合酶和引物的作用下发生解离，不会产生催化介体，无法介导发生核酸扩增和信号输出；在待测生物分子存在的情况下，通过两个结合臂的同时识别，形成结合探针-目标物的稳定复合物，该复合物作为催化介体，介导杂交-链置换-链迁移过程的重复发生，生成大量延伸引物，这些延伸引物将基于fret的信号探针打开，释放放大的荧光信号。
7、在本专利技术的一个具体实施方式中，所述荧光基团可以为fam，所述淬灭基团可以为bhq1，需要说明的是，基于本专利技术的专利技术构思，替换其他荧光基团和淬灭基团显然也属于本申请的保护范围之内。
8、本专利技术的第二个方面，提供一种检测试剂盒，所述检测试剂盒至少含有上述荧光生物传感器。
9、本专利技术的第三个方面，提供上述荧光生物传感器和/或检测试剂盒在检测生物分子中的应用。
10、所述生物分子可以为核酸、蛋白质和小分子。
11、本专利技术的第四个方面，提供一种检测生物分子的方法，所述方法包括采用上述荧光生物传感器和/或检测试剂盒对含有或疑似含有所述生物分子的待测样品进行检测。
12、本专利技术的第五个方面，提供上述荧光生物传感器、检测试剂盒或检测方法在生物分析、疾病诊断和生物医学中的应用。
13、上述一个或多个技术方案的有益技术效果：
14、上述技术方案开发了一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器，用于对生物分子进行灵敏和准确的检测。基于上述技术方案，目标物与探针形成稳定的复合物，进而作为催化介体介导发生per过程，最终产生放大荧光信号。目标物在上述过程中起了不可替代的作用。通过扩增，目标物信号被转化为放大的荧光信号，提供了良好的检测灵敏度。此外，扩增策略的运行与基于目标物的催化介体密不可分，具有出色的检测选择性。
15、与已报道的那些一旦启动就脱离目标物依赖的扩增策略相比，本专利技术很大程度上避免了非特异性扩增造成的假信号，这提升了检测的准确性。此外，通过使用不同的识别元件，包括反义核酸、亲和素和分裂型适配体，本专利技术已成功用于检测核酸、蛋白质和小分子，展现了出色的通用性。
16、综上，上述技术方案为灵敏准确地检测生物分子提供了一种有前景的分子工具，将在生物分析、疾病诊断和生物医药等各个领域有潜在应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器，其特征在于，所述荧光生物传感器至少包括一种双链DNA结合探针和一种信号探针；
2.如权利要求1所述的荧光生物传感器，其特征在于，当待测生物分子不存在时，结合探针在聚合酶和引物的作用下发生解离，不会产生催化介体，无法介导发生核酸扩增和信号输出；在待测生物分子存在的情况下，通过两个结合臂的同时识别，形成结合探针-目标物的稳定复合物，该复合物作为催化介体，介导杂交-链置换-链迁移过程的重复发生，生成大量延伸引物，这些延伸引物将基于FRET的信号探针打开，释放放大的荧光信号。
3.如权利要求1所述的所述荧光生物传感器，其特征在于，所述荧光基团为FAM，所述淬灭基团为BHQ1。
4.如权利要求1所述的所述荧光生物传感器，其特征在于，当待测生物分子为天花病毒核酸片段(SEQ ID NO.6)时，所述双链DNA结合探针中的第一DNA单链的核苷酸序列为SEQID NO.1-SEQ ID NO.4中任一项，优选为SEQ ID NO.3；
5.如权利要求2所述的所述荧光生物传感器，其特征在于，
6.一种检测试剂盒，其特征在于，所述检测试剂盒至少含有权利要求1-5任一项所述荧光生物传感器。
7.如权利要求6所述的检测试剂盒，其特征在于，所述检测试剂盒还含有酶(包括BstDNA聚合酶)、缓冲液和反应试剂；
8.权利要求1-5任一项所述荧光生物传感器和/或权利要求6-7任一项所述检测试剂盒在检测生物分子中的应用；
9.一种检测生物分子的方法，其特征在于，所述方法包括采用权利要求1-5任一项所述荧光生物传感器和/或权利要求6-7任一项所述检测试剂盒对含有或疑似含有所述生物分子的待测样品进行检测；
10.权利要求1-5任一项所述荧光生物传感器、权利要求6-7任一项所述检测试剂盒或权利要求9所述检测方法在生物分析、疾病诊断和生物医学中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于结合介导的引物交换反应信号放大的荧光生物传感器，其特征在于，所述荧光生物传感器至少包括一种双链dna结合探针和一种信号探针；
2.如权利要求1所述的荧光生物传感器，其特征在于，当待测生物分子不存在时，结合探针在聚合酶和引物的作用下发生解离，不会产生催化介体，无法介导发生核酸扩增和信号输出；在待测生物分子存在的情况下，通过两个结合臂的同时识别，形成结合探针-目标物的稳定复合物，该复合物作为催化介体，介导杂交-链置换-链迁移过程的重复发生，生成大量延伸引物，这些延伸引物将基于fret的信号探针打开，释放放大的荧光信号。
3.如权利要求1所述的所述荧光生物传感器，其特征在于，所述荧光基团为fam，所述淬灭基团为bhq1。
4.如权利要求1所述的所述荧光生物传感器，其特征在于，当待测生物分子为天花病毒核酸片段(seq id no.6)时，所述双链dna结合探针中的第一dna单链的核苷酸序列为seqid no.1-seq id no.4中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，姜大峰，高希宝，刘锐，朱日然，李启艳，焦燕妮，
申请(专利权)人：山东中医药大学附属医院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。