一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，包括一个结核杆菌DNA电化学传感器、电化学工作站和计算机，其结构特点为结核杆菌DNA电化学传感器通过电极线与电化学工作站相连接，电化学工作站通过数据线连接计算机。实现结核杆菌的电化学DNA生物传感检测，从而提高结核杆菌的检测与鉴定的速度。使用该装置无需分离培养，耗时大大减少，采用蛋白质控制组装界面可以提高传感器检测的重复性，采用结核杆菌特异性片段的互补序列设计为捕获探针可提高检测的特异性，采用结核杆菌基因序列中的重复序列设计为信号探针可增倍提高检测的灵敏性，并且此传感器便于携带，可用于床边检测，实现床边经济、快速、灵敏、准确检测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Mycobacterium tuberculosis DNA electrochemical sensing detection device

The utility model discloses a Mycobacterium tuberculosis DNA electrochemical sensor detection device, including a Mycobacterium tuberculosis DNA electrochemical sensors, electrochemical workstation and computer, which is characterized by Mycobacterium tuberculosis DNA electrochemical sensor electrode line and the electrochemical workstation is connected with the electric chemical workstation connected to the computer through a data line. To realize the electrochemical DNA biosensor detection of Mycobacterium tuberculosis, so as to improve the speed of detection and identification of Mycobacterium tuberculosis. The use of the device without isolation, time is greatly reduced, the protein control assembly interface can improve the repeatability of the sensor, the design of complementary sequence of Mycobacterium tuberculosis specific fragment as the capture probe can improve the specificity of detection, the design of repetitive sequence of Mycobacterium tuberculosis gene sequence for the signal probe can improve the detection times the sensitivity of this sensor, and easy to carry, can be used for bedside testing, to achieve economic, rapid, bedside detection.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电化学传感器和医学检验
，特别涉及一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置。
技术介绍
结核分枝杆菌CK tuberculosis'),简称结核杆菌(tubercle bacilli)。早在 1882年，德国细菌学家Robert Koch已证明结核分枝杆菌是结核病的病原菌。此菌可侵犯全身各组织器官，以肺部感染最多见。20世纪80年代后，由于艾滋病和结核分枝杆菌耐药菌株的出现、免疫抑制剂的应用、吸毒、贫困及人口流动等因素，全球范围内结核病的疫情骤然恶化。随着结核菌耐药性的增强，结核病的发病率日益提高，尤其近年来结核合并艾滋病等其他疾病的广泛流行，使得结核病的快速诊断与及时治疗显得尤为重要。传统的结核病检测方法主要为细菌培养法。随着基因组测序计划的逐步进行，越来越多的基因组序列得以测定，大量的基因序列信息为各种生物学分析与检测奠定了基础。目前利用分子生物学检测结核杆菌的方法主要有PCR技术及基因芯片技术，然而在临床实际样品检测中，PCR技术及基因芯片分别存在特异性差、易污染等问题，且检测成本高，因此迫切需要构建新的快速、敏感、低成本、易操作的检测技术。目前，利用电化学与酶催化技术相结合构建的DNA电化学传感器已得到广泛的关注，并被应用于肿瘤等疾病的相关基因检测研究。蛋白质控制组装界面其原理为采用在金电极表面构建蛋白质控制组装界面，使电极表面组装一层球形的BSA分子层，在这些球形分子之间暴露出未被占据的金位点，然后将捕获探针DNA有序地固定到暴露的金位点；在适当条件下，捕获探针DNA与信号探针DNA、待检测DNA通过完全杂交形成“三明治”结构，在信号探针DNA末端标记生物素，酶上修饰亲和素，通过生物素与亲和素的相互作用使酶结合到“三明治”结构上；将传感器置于底物溶液中发生氧化还原反应，在固定电位下测定酶催化底物发生氧化还原反应产生电流信号。如果所检测序列与捕获探针DNA或信号探针DNA不能发生杂交，则无法形成“三明治”结构，即没有酶结合到传感器上，所以无法催化TMB的氧化，产生的电流信号很弱。因此通过信号强度大小便能实现对互补序列与错配碱基序列的特异识别和检测。这种新型DNA电化学生物传感器不仅快速、灵敏、准确、成本低，还具有分子识别、分离纯化基因等功能，从而在分子生物学和检验医学等领域有巨大的应用前景。结核杆菌的基因序列中存在一段DR区(district repeat, DR)，该区域中的重复序列具有高度保守性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置。可通过结核杆菌DNA电化学传感器的设计实现通过电化学方法对临床标本中结核杆菌核酸进行检测的目的，并通过结核杆菌DNA电化学传感器、电化学工作站和计算机的连接，充分发挥了其快速、灵敏、准确、低成本等特点，实现对结核杆菌的DNA电化学传感检测。本技术的目的是这样实现的，所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，包括一个结核杆菌DNA电化学传感器、电化学工作站和计算机，其结构特点为结核杆菌DNA电化学传感器通过电极线与电化学工作站相连接，电化学工作站通过数据线连接计算机。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为结核杆菌DNA电化学传感器包括工作电极、参比电极、辅助电极、温度加热器、恒温反应池；恒温反应池放置于温度加热器上，工作电极、参比电极和辅助电极均放置于恒温反应池内的反应液中。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为工作电极采用金电极，在金电极表面上组装有牛血清白蛋白，在金电极表面上、位于牛血清白蛋白之间组装有特异性的结核杆菌捕获探针DNA。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为在金电极表面上通过特异性的结核杆菌捕获探针DNA与待检测结核杆菌DNA杂交反应后将待检测结核杆菌DNA结合到特异性的结核杆菌捕获探针DNA上。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为在金电极表面上通过待检测结核杆菌DNA与结核杆菌信号探针DNA杂交反应后将多倍的结核杆菌信号探针DNA结合到待检测结核杆菌DNA上。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为在金电极表面上通过结核杆菌信号探针DNA上所修饰的生物素与辣根过氧化物酶上所修饰的亲和素发生化学反应后将辣根过氧化物酶结合到多倍的结核杆菌信号探针DNA上。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为待检测结核杆菌DNA序列为具有高度保守的重复序列基因片段。所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特点为结核杆菌信号探针DNA为待检测结核杆菌DNA序列中的重复序列基因片段的互补序列。本技术的优点:对比常规结核杆菌的检测方法，本方法无需分离培养，耗时大大减少(总耗时约2.5小时)，采用了结核杆菌特异性片段设计为捕获探针，结核杆菌自身目标序列中重复序列的互补序列设计为信号探针，该设计方法可使检测的重复性、特异性和灵敏度大大提升，并且此传感器便于携带，可用于床边快速、灵敏、准确检测。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1中的结核杆菌DNA电化学传感器的工作电极的放大结构示意图。图3为图2的结核杆菌DNA电化学传感器检测结核杆菌DNA的放大结构示意图。图中:1为结核杆菌DNA电化学传感器；2为电化学工作站；3为计算机；4为数据线；5为电极线；6为工作电极；7为参比电极；8为辅助电极；9为温度加热器、10为恒温反应池；11为牛血清白蛋白；12为特异性的结核杆菌捕获探针DNA ；13为待检测结核杆菌DNA ；14为结核杆菌信号探针DNA ；15为辣根过氧化物酶。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进行详细说明:如图1、图2和图3所示，所述的一种结核杆菌电化学DNA生物传感检测装置，包括一个结核杆菌DNA电化学传感器1、电化学工作站2和计算机3，其结构特点为结核杆菌DNA电化学传感器I通过电极线5与电化学工作站2相连接，电化学工作站2通过数据线4连接计算机3。结核杆菌DNA电化学传感器1，包括6为工作电极；7为参比电极；8为辅助电极；9为温度加热器、10为恒温反应池。恒温反应池10放置于温度加热器9上，工作电极6、参比电极7、辅助电极8放置于恒温反应池10中的反应液内。电化学工作站2经电极线5采集结核杆菌DNA电化学传感器I上通过工作电极6、参比电极7、辅助电极8的产生电信号，并传输到计算机3进行数据分析处理。本技术的制作如下:包括以下3个步骤:(I)首先构建结核杆菌DNA电化学传感器I中的工作电极6，先将金电极进行打磨预处理，作为工作电极，然后将金电极浸入牛血清白蛋11中控温反应，取出用双蒸水冲洗，氮气吹干。在金电极表面滴涂特异性的结核杆菌捕获探针DNA 12，取出用双蒸水冲洗，氮气吹干。再将金电极浸入含有待检测结核杆菌DNA 13与结核杆菌信号探针DNA 14中控温反应，取出用双蒸水冲洗，氮气吹干。在金电极表面滴涂辣根过氧化物酶15，用双蒸水冲洗，待测。(2)搭建结核杆菌DNA电化学传感器1，将恒温反应池10放置于温度加热器9上，在电极支架上固定上工作电极6、参比电极7、辅助电极8，调节支架高低，将工作电极6、参比电极7、辅助电极8放置于恒温反应池10中的反应液内。(3)电化学信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，包括一个结核杆菌DNA电化学传感器（1）、电化学工作站（2）和计算机（3），其特征在于：结核杆菌DNA电化学传感器（1）通过电极线（5）与电化学工作站（2）相连接，电化学工作站（2）通过数据线（4）连接计算机。

【技术特征摘要】
1.一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置,包括一个结核杆菌DNA电化学传感器(I)、电化学工作站(2)和计算机(3)，其特征在于:结核杆菌DNA电化学传感器(I)通过电极线(5)与电化学工作站(2)相连接，电化学工作站(2)通过数据线(4)连接计算机。2.根据权利要求1所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特征在于:结核杆菌DNA电化学传感器(I)包括工作电极(6)、参比电极(7)、辅助电极(8)、温度加热器、恒温反应池(10);恒温反应池(10)放置于温度加热器(9)上，工作电极(6)、参比电极和辅助电极(8)均放置于恒温反应池(10)内的反应液中。3.根据权利要求2所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特征在于:工作电极采用金电极，在金电极表面上组装有牛血清白蛋白(11)，在金电极表面上、位于牛血清白蛋白(11)之间组装有特异性的结核杆菌捕获探针DNA (12)。4.根据权利要求3所述的一种结核杆菌DNA电化学传感检测装置，其特征在于在金电极表面上通过特异性的结核杆菌捕获探针DNA (12)与待检...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪国粦，刘银环，陈伟，林新华，章涛，
申请(专利权)人：福州市第二医院，洪国粦，
类型：实用新型
国别省市：