[发明专利]基于生物条码的液相芯片检测系统

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种基于生物条码的液相芯片检测系统。

背景技术

核酸的定性和定量检测已成为疾病预测的重要指标。自从southern blot技术出现之后，衍生出了一系列的检测核酸的技术，特异性强，但灵敏度低，操作复杂；紫外分光光度法方法简单，但是对于低丰度的核酸，很难达到精确地定量。随后出现的荧光定量PCR技术也存在着一些弊端，如易形成假阳性，RNA反转录时各样品的误差太大等。近年来，随着分子生物学的快速发展，出现了一些检测核酸的新手段。

纳米粒子-DNA生物条形码这一概念最早是由美国西北大学Mirkin小组于2003年提出。这种技术不仅可以用于蛋白质检测，也可用于核酸检测。在核酸检测中，以碱基互补配对为原则，将对低丰度靶核酸的检测转换到成比例扩增的生物条码核酸上，再通过纳米技术，将与条码核酸部分互补的核酸序列结合到纳米金颗粒上，构成金颗粒探针，捕获条码核酸后，通过银染法，使生物信号得到进一步的放大。此法不需要靶核酸的扩增，具有与传统的PCR相当的灵敏度，而且实验结果可以通过目测直接观察到，不需要专门的技术人员和昂贵的仪器，检测过程在短时间内就能完成，适合于做基层流行病学检测。

发明内容

本发明的目的对现有靶核酸技术的检测中存在的不足之处做了进一步的改进，提供了一种用于检测靶核酸的新方法，即一种基于生物条码的液相芯片检测系统。

本发明所述的一种基于生物条码的液相芯片检测系统，包括：用于富集、转换并放大靶核酸信号的核酸放大装置；用于测定靶核酸浓度的核酸检测装置；以及液体试剂；所述的核酸放大装置包括：以第一寡核苷酸探针标记的磁珠；以及以第二寡核苷酸探针和条码核苷酸经巯基修饰并偶联的纳米金颗粒；其中，所述第一寡核苷酸探针与第二寡核苷酸探针分别与靶核酸的两端序列互补，以致在磁场的作用下通过第一寡核苷酸探针-靶核酸-第二寡核苷酸探针的核酸夹心方式将纳米金颗粒固定在磁架上，再通过洗涤去除未结合的纳米金颗粒，用二硫苏糖醇释放出偶联在纳米金颗粒上的条码寡核苷酸；所述的核酸检测装置包括：以第三寡核苷酸探针标记的聚苯乙烯微球；以及以第四寡核苷酸探针标记的量子点；其中，第三寡核苷酸探针和第四寡核苷酸探针分别与条码寡核苷酸两端序列互补配对，以致在液相杂交反应中，形成第三寡核苷酸探针-条码寡核苷酸-第四寡核苷酸探针的核酸夹心方式，孵育一段时间后，用液相芯片检测仪读出检测结果；所述液体试剂包括：用于裂解样品释放核酸的裂解缓冲液，包括：100mm Tris-HCl，pH 7.5、500mm LiCl、10mm EDTA、1％[w/v]十二烷基硫酸锂、5mm二硫苏糖醇、10U RNase抑制剂；以及用于释放结合在纳米金上条码核酸的转换液，包括：0.1M二硫苏糖醇、0.15M NaCl、0.01MNaH₂PO₄、0.1％SDS，pH 7.4。

根据本发明所述的基于生物条码的液相芯片检测系统的进一步特征，所述磁珠浓度为50mg/ml，直径为1-5μm；两种寡核苷酸标记的纳米金粒径在20-100nm之间。

根据本发明所述的基于生物条码的液相芯片检测系统的进一步特征，所述第一寡核苷酸探针的长度为15-30nt。

根据本发明所述的基于生物条码的液相芯片检测系统的进一步特征，所述第二寡核苷酸探针的长度为15-30nt，所述条码核苷酸的长度为20-40nt，两种核酸均在一端进行-SH修饰。

根据本发明所述的基于生物条码的液相芯片检测系统的进一步特征，所述第三寡核苷酸探针的长度为15-30nt，第四寡核苷酸探针的长度为15-30nt。

根据本发明所述的基于生物条码的液相芯片检测系统的进一步特征，所述微球分类激光波长623nm，所述量子点的激发波长为400nm。

本发明的技术原理是：标记了探针1的磁珠和探针2的纳米金与靶核酸的两端碱基序列互补配对，反应在Eppendorf管中进行，通过磁架分离，PBS洗涤除去过量的磁珠和金颗粒，接着用DTT将标记在金颗粒上经巯基修饰的条码核酸释放出来，成为游离的单链核酸。磁架分离后，吸取管中的液体加入到液相芯片的反应液中，再依次加入探针3标记的微球和探针4标记的量子点，探针3和探针4与条码核酸两端的碱基互补配对，孵育一段时间后，使用液相芯片检测仪读出检测结果。