[发明专利]利用表达用于检测糖的化学感受受体的细胞的生物传感器及包括其的阿尔茨海默病诊断设备

说明书

本发明涉及利用表达用于检测糖的化学感受受体的细胞的生物传感器及包括其的阿尔茨海默病诊断设备。本发明的生物传感器及利用其的阿尔茨海默病诊断设备通过基因操作固定靶感应受体蛋白质过表达在细胞表面的果蝇细胞，来更低廉、迅速且敏感地检测存在于试样的特定糖，从而可有用地使用于阿尔茨海默病的诊断。

技术领域

本发明涉及利用表达用于检测糖的化学感受受体(chemosensory receptor)的细胞的生物传感器及包括其的阿尔茨海默病诊断设备。

背景技术

阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease：AD)作为60岁以上人口的11％的人口中发病的退行性脑疾病，随着老龄化，发病急速增加，对生活质量的影响和医疗费的负担等经济损失极大(WHO Report，2010)。阿尔茨海默病治疗法和药物不是根本上治疗预防病，而是延迟病的进展，并减轻症状的方法，因而通过早期诊断可向患者提供适当的治疗，从而减轻患者本人的痛苦，并减轻社会费用消耗的必要性和重要性非常大。当前，利用基因检测、脑脊髓采集、正电子发射计算机断层扫描(PET)或磁共振成像(MRI)等作为诊断法，这种方法不仅需要高费用，而且由于侵袭，因而对患者非常有负担。并且，至今，众所周知的代表性的阿尔茨海默病生物标志物有沉着于脑而成为阿尔茨海默病发病的直接原因的β-淀粉样蛋白，但是，最近，应用先进分析设备来活跃地进行此外的生物标志物检索研究。

另一方面，对快速且同时检测很多生物物质，例如，天然发生脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质、病毒、病菌等天然发生分子以及人工适配体、变形的蛋白质、毒素等的生物传感器的关心越高。并且，随着这种生物传感器技术发达，正在促进药剂的发现、基因突变检测及基因治疗效果的评价等的多种医学领域的发展。

利用1970年最初开发的场效应晶体管(field effect transistor，FET)的生物传感器使用场效应晶体管的源电极、漏电极及栅电极，从而以一个点为基准通过两点之间的电流变化检测环境的变化。观察其原理，则可知溶液和检测膜界面的电化学电位差根据溶液中的离子浓度发生变化，这种电位差的变化引起根据阈值电压变化的有效栅极区域电压的变化，这种变化改变通道电导率，从而引起漏电极电流的变化。可测定上述漏电极电流的变化来检测存在于溶液的特定离子的浓度变化，选择性地在特定离子中形成敏感的离子检测膜，从而可制备可测定各种离子的传感器。利用场效应晶体管的生物传感器可在一个芯片上集成很多传感器元件，因而可排列多个相同种类的传感器来实现多维化，可排列多个不同种类的传感器来实现多功能化。并且，可与智能电路一同集成来实现智能化，或一同集成有关电路及装置来实现系统化，因而以最尖端传感器受人瞩目。

另一方面，果蝇的嗅觉及味觉感应受体非常发达，且其遗传信息也被熟知，存在于细胞表面的化学感受受体对特殊的气味或味道的反应敏感，因而当使用这种细胞作为传感器物质时，可最大化灵敏度和选择性。

对此，本发明人为了检索非侵袭性阿尔茨海默病生物标志物，利用气相色谱-质谱法(GC-MS)来分析患者的唾液(saliva)，并找出作为在脑疾病患者中特异性且多样地出现的物质的糖成分，从而将这种物质选定为新的阿尔茨海默病的生物标志物，制备了基于果蝇细胞的离子敏场效应晶体管(ISFET，ion-sensitive field effect transistor)生物传感器，并确认上述生物传感器与糖成分之一的海藻糖敏感地反应，且在阿尔茨海默病患者的唾液中敏感地反应，从而完成了本发明。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供生物传感器，上述生物传感器包含：细胞，用于表达用于检测糖的化学感受受体；以及场效应晶体管，用于固定上述细胞。