[发明专利]ATP马达旋转式生物传感器的单分子分析与分离新技术、新方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物超高灵敏的单分子光学编码分析及其单分子分离新技术领域，涉及全旋转式ATP马达的生物传感器单分子设计，组装及pH敏感CdTe半导体量子点标记合成新方法的重要改进，量子点标记ATP马达复合体表面电荷孤立体在光学编码分析及其分离中的新应用。

背景技术

去年美国科学家Roukes等，用非常高频物理振动原理，发展了7000道尔顿分辨的研究结果；为此科学杂志发表评论：认为他们的结果“推倒了不可能的逾越障碍”从此，科学家们开始了新一轮单个道尔顿测定方向的物理学仪器发展方向的科学竞赛。[Nano letters(2006)583-586，Zeptogram-scale nanomechanical Mass sensing]，Science，312(5)2006。  但是，该技术明显存在不足需要在极低温条件下，离应用有距离。

生物样品的分析与分离技术目前主要应用流式细胞分离技术的昂贵的荧光装置，分辨能力以细胞为主(30uM)；单分子纳米颗粒的分析用confocal联用微流体信道的特殊装置流式特殊装置分析microRNAs也有报导Neely etal.，Nat Methods 3(2006)41-46.；但是上述所有技术中离目前科学研究的超高分辨率要求(达到道尔顿分辨)差别甚远。  因此发展单分子水平的快速，方便，廉价的超高分辨能力(达到道尔顿分辨)分析与分离的新技术与新方法成为目前众多学科发展瓶颈问题。

同样，当旋转分子马达的F1-ATP马达单分子研究发现之后，使全世界的科学家感到欢心鼓舞的原因是按照新的物质形态的发现之后，都有新应用的出现的规律。分子马达的研究激动人心的突破并不限于生命科学；而在于物理学超高分辨，分离提供了全新的思路。

本发明人于2004年12月16日提交了题为“可调控分子马达微动力生物传感器”的中国专利申请(申请号：200410098929.9，申请日2004年12月16日，公开号CN1789425，公开日2006年6月21日)，公开了一种可调控分子马达微动力生物传感器，其包含以下部分：(1)旋转马达：F₀F₁-ATP酶；(2)光能转换装置：光反应中心与复合物(RC)和泛醌；(3)电子转换装置：与光能转换装置为同一体系；(4)信号分子输出装置：由光激发与发射装置和荧光探针组成；(5)能源系统：由水，ATP，ADP，无机磷，和可见光组成；(6)保护层：双层脂膜作位内膜的保护层；(7)支架材料和双层脂膜的固定材料。该专利公开了荧光探针可以是位于膜外侧的Lipids-荧光素，位于膜内侧的荧光素，分子马达旋转是由ATP水解驱动的，其中所述分子马达旋转是由能转换的跨膜电化学电位差驱动的，或者所述跨膜电化学电位差是由光能或化学能转换的。在该生物传感器中，负载是连接在生物传感器的分子马达的三个β亚基上。该专利还公开了所述可调控分子马达微动力生物传感器在生物大分子、病毒分子等的检测中的应用。

发明内容

本发明是对中国专利申请号200410098929.9的进一步改进，区别在于在本发明的生物传感器中(1)采用通过新型制备方法生产的具有不同荧光发射波长的新型CdTe量子点荧光探针和(2)其中负载与分子马达的ε亚基连接，真正实现了ATP马达旋转式生物传感器的单分子分析与分离。

具体地，本发明涉及如下各项：

1.一种pH敏感型水溶性高光致发光效率CdTe量子点的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)通过Te粉和NaBH₄或KBH₄反应，合成碲氢化钠或碲氢化钾水溶液；

(2)使用镉盐或者其水合物和稳定剂合成CdTe纳米晶前体溶液，所述镉盐选自CdNO₃和CdCl₂，所述稳定剂选自巯基乙酸、巯基丙酸和巯基甘油；

(3)将碲氢化钠或碲氢化钾水溶液与CdTe纳米晶前体溶液混合，加热合成CdTe纳米晶；

(4)在不同反应时间下收取CdTe纳米晶，即为尺寸和荧光发射波长不同的CdTe量子点，

其中在步骤(2)中加入氨水以提高产物的光致发光效率，并且

其中镉盐、碲氢化钠或碲氢化钾、和稳定剂的摩尔比率为1∶0.1-1∶2。