一类分子检测系统技术方案

本发明专利技术涉及分子检测领域，具体地，本发明专利技术提供了一类分子检测系统。根据本 发明专利技术的分子检测系统包括：a)化学或生物分子；b)聚合物；c)交联分子；以及 d)图像传感器，其中，所述聚合物与所述光电传感器共价连接，所述化学或 生物分子与所述聚合物横向连接，所述聚合物通过交联分子在分子内、分子 间共价和/或非共价连接。使用本发明专利技术的分子检测系统可以直接检测多种形式粗 略样品中的核酸，而不需要核酸的抽提和扩增环节，这种全新的发明专利技术可能会改变或 替代目前针对临床核酸样品或其它核酸样品应用领域的基因分型、基因突变和基因 表达图谱的应用现状。另一项应用是以一种超敏感的方式改变或替代以蛋白免疫为 基础的现有多种形式的ELISA检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子检测领域，具体地，本专利技术提供了一类分子检测系统。
技术介绍
生物分子和其他待检物可以通过能与其反应的选择性或特异性探针所检测，已经 有基于生物传感器阵列技术原理，将探针点排列在基质或芯片上的策略，以实施上述 检测，例如M. Schena和R. W. Davis在DNA Microarrays: A Practical Approach (M. Schena ed., Oxford University Press 1999)—书中阐述了多种策略，阵列用于检 测和发现基因序列，以选择和测试候选药物分子、研究毒理和药理反应以及其他用途。 靶点可以通过多种相互作用方式与探针结合，包括核酸碱基配对或杂交、蛋白与蛋白 的相互作用、蛋白与配基的相互作用、酶和底物的相互作用、受体与配基的相互作用 和其他化学反应。生物传感器允许同时检测大量的生物分子间的反应，如用微阵列检测蛋白或者核 酸，这种技术成为利用来自于人类基因组计划和其他物种基因组测序的大量序列的有 力工具。来自于待检物的信号通常很小，同时因为各种来源的背景造成此类检测方法信噪 比相对较低，低信号导致低信噪比和待检物难以检出。 一种解决方法是加强待检物的 信号以提高其固有的检测信噪比，提高信噪比有利于降低对待检物的检测局限，使检 到更低浓度待检物和开拓新的分子检测应用成为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的之一为提供一类分子检测系统，其包括a)化学或生物分子；b)聚合物； C)交联分子；以及 d)图像传感器，其中，所述聚合物与所述光电传感器共价连接，所述化学或生物分子与所 述聚合物横向连接，所述聚合物通过交联分子在分子内、分子间共价和/或非共 价连接。优选地，所述图像传感器为CMOS图像传感器。优选地，在所述光电传感器之上设有透明薄层支持物，所述聚合物布于透明薄 层支持物。本专利技术的目的之一是提供一种使用传感器检测待测物用的共联聚合物。根据本专利技术的共联聚合物包括a)化学或生物分子；b)聚合物，以及C)交 联分子，所述化学或生物分子与所述聚合物横向连接，所述聚合物通过交联分 子在分子内、分子间共价和/或非共价连接，其中所述聚合物为天然或合成的聚合物，优选地，所述天然聚合物为可以线性或支链的多聚糖、分支DNA或水凝胶，所述线性多聚糖为右旋糖酐，所述支链多聚糖为支链淀粉糖酐，所述合成聚合物 为甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物。本专利技术的共联聚合物中所包含的聚合物可以是固体、胶体和非定型等状态，片状、 珠状、盘状或以上的混合形式，也可以由线状、枝状、侧链枝状、梳状、星状或者树 枝状等同种或异种组成，多聚物分枝包括长枝和短枝，是由化学合成或者从天然物质 中提取出来而获得的。例如此类多聚物包括碳水化合物、糖类、同多糖、杂多糖、琼 脂糖、直链淀粉、支链淀粉、糖原、葡聚糖、纤维素、几丁质、脱乙酰几丁质、肽聚 糖和粘多糖等，具体的说如高度分枝的葡聚糖、水合葡聚糖或琼脂糖，就像水凝胶和聚丙烯酰胺凝胶，此类用于构成共联物的多聚物也包括寡核苷酸、多肽、肽核酸、蛋 白聚糖、糖蛋白、糖脂，甚至还包括抗体或抗体的片段。用于构成共联物的多聚物还包括含有二醇基团的多聚物，如含有gam-diol和邻 二醇基团的多聚物，也包括含有临近的羟基和酯基的多聚物，如RNA内的磷酸二酯键。此类共联物还包括含有多个羟基的多聚物，本专利技术的描述包括以上多种多聚物的 各种组合。合成的多聚物可以用于共联聚合物的骨架，如聚(甲基乙烯基醚共聚马来酐)，共联探针，又如甲醛与(氯甲基)环氧乙烷和2-甲基苯酚的聚合物，其重复单体为基，然后被Nal04氧化成醛基，氧化后的多聚物就可以通过还原氨基化连接带有一位 氨基的分子。本专利技术的共联聚合物(Meshed Polymer)是一种多聚衍生物，由一种或几种化 学或生物分子交联在这一多聚骨架上形成。当根据本专利技术的共联聚合物中交联的化学或生物分子是捕获分子，能选择性地、 特异地结合到靶分子时，所述共联聚合物为共联探针(Mesh Probe)。另一方面，所述化学或生物分子可以是捕获分子，具有识别和产生信号的功能， 可以是化学或自然的生物分子，交联在多聚骨架上，因此以物理方式紧密联结，识别 分子可特异地、选择性地结合"分子标签"(tag),这一标签常与靶分子相联；信号 分子的功能是产生信号，用以检测，可以是直接或间接产生信号，如荧光或化学发 光，从而此时本专利技术的共联聚合物为共联报告物(Mesh Reporter)。，其带有的酐基易于和蛋白或衍生寡核苷酸带有的氨基形成其带有的环氧基在碱性pH下首先开环形成邻二醇交连分子是交联剂介导多聚骨架分子内或分子间的联结。它们通常是双功能的 交联剂，其功能基团只对多聚骨架或被引入的衍生基团起反应，当然也有例外，如 在一端具有反应基团的G-丰富的寡核苷酸，此端可交联在多聚骨架上，寡核苷酸内由 此产生的Hoogsteeri碱基配对，使其在多聚物内或多聚物之间形成非共价的交联。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述共联聚合物的方法，该方法包括以下步骤1) 用高碘酸钠氧化多糖，形成含有大量的醛基团的直链或分支多聚物；2) 添加具有氨基反应基的化学或者生物分子；3) 与NaCNBrBH3同步还原结合完成耦合反应。本专利技术的共联聚合物是通过把多聚物和化学或生物分子耦联制备而成，很多时候 这种耦联依靠于化学或生物分子上的功能或反应基团，例如醛基、羟基、胺基、氨基、 羧基、巯基以及以上的组合。当化学或生物分子与多聚物耦联或反应来制备共联聚合物时，多聚物可以通过多 个位点的反应基团直接或通过连接体间接的结合化学或生物分子的功能或反应基团， 这种反应基团包括醛基、羟基、胺基、氨基、羧基、巯基、硫氰酸基、N—羟基琥珀 酰亚胺酯基、酮基、乙二醛基、环氧基、环氧乙烷基、酰亚胺酯基、碳二亚胺基、垸 磷酸基、酐基、马来酰亚胺基、氮杂环丙烷、丙烯酰基、氟苯基、重氮乙酰基、N-羧 酰咪唑基、琥珀酰亚胺基碳酸酯基、羧甲基、异氰酸基、酰肼基以及以上的组合。多聚物可以带有一个氨基反应基团，如脱乙酰几丁质带有的氨基，也可以带有硫 酸基、羧基和磷酸基等功能反应基团，如硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸肝素、硫酸 角质素带有的硫酸基，和从多糖衍生出的唾液酸、醛糖酸、糖醛酸、氧代醛糖酸、抗 坏血酸带有的羧基。带有磷酸基的多聚物如DNA和RNA，这类多聚物可以通过具有不同功能的连接物 与化学或生物分子连接，如一个多聚核苷酸和另一个多聚核苷酸形成的共联探针，或 一个RNA被氧化提供出醛基以与化学或生物分子形成共联物。多种化学或生物分子可以与多聚物连接形成能结合多种靶物质的共联探针，换句 话说就是一个多聚物链可以连接多种化学或生物分子而形成一个共联探针，这种混合 共联探针也是本专利技术的一种应用。例如，为连接多聚物和化学或生物分子的氨基使用二硫代二 (丙酸琥珀酰亚胺 酯)、酒石酸二琥珀酰亚胺酯或戊二酸二琥珀酰亚胺酯，为连接化学或生物分子的巯 基和多聚物的氨基使用N-琥珀酰亚胺3- (2-吡啶基二硫代)丙酸酯或N-羟基琥珀酰 亚胺-M-马来酰亚胺基苯甲酸酯，为连接化学或生物分子的巯基和多聚物的醛基使用 4- (N-马来酰亚胺基甲酯)环己烷-l-羧基-酰肼或3- (2-嘧啶二硫)丙酰肼，为连接 化学或生物分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类分子检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：　ａ）化学或生物分子；　ｂ）聚合物；　ｃ）交联分子；以及　ｄ）图像传感器，　其中，所述聚合物与所述光电传感器共价连接，所述化学或生物分子与所述聚合物横向连接，所述聚合物通过交联分子在分子内、分子间共价和／或非共价连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾升，刘治平，
申请(专利权)人：栾升，刘治平，
类型：发明
国别省市：11