[发明专利]一种噬菌体电化学发光信号扩增探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种噬菌体电化学发光信号扩增探针及其制备方法和应用。所述的噬菌体电化学发光信号扩增探针包括M13噬菌体、融合表达在M13噬菌体中的链霉亲和素，以及共价连接在M13噬菌体上的三联吡啶钌。本发明所述的噬菌体电化学发光信号扩增探针，以M13噬菌体作为三联吡啶钌信号放大的连接骨架，具有体系稳定、不易发生聚集，且容易保存等优点，所制得的信号扩增探针具有简单、可控、信号放大效率高等优点，可用于核酸或抗原等的定量检测。

技术领域

本发明属于生化分析技术领域，具体的说，涉及一种噬菌体电化学发光信号扩增探针及其制备方法和应用。

背景技术

准确、灵敏、特异性的生物分析功能分子(如核酸、蛋白质)在生命科学和生物医学研究以及疾病的临床诊断领域具有十分重要的意义。21世纪以来，得益于多学科合成，核酸探针及传感技术得到了更深、更广阔的发展。

现有的核酸检测技术主要依赖于核酸扩增技术，例如聚合酶链式反应(PCR)、核酸序列依赖性的扩增(NASBA)、环介导等温扩增(LAMP)、滚环扩增(RCA)等，通过将这些扩增产物结合荧光、化学发光、或者电化学发光等检测技术，可以实现高灵敏度核酸检测。然而，这些方法存在的问题是，它们都不是直接的检测方法，而是通过对核酸进行指数扩增来进行检测。因此，在核酸扩增过程中所发生的错误、或者效率的高低，均直接影响检测结果的读取，难以对样品进行定量检测。

基于此，发明一种直接的核酸检测方法并对其进行定量，具有重要的科学价值。现有的方法中，主要是通过对检测探针的信号进行放大的策略，例如通过将信号探针标记到纳米材料(纳米金、石墨烯、碳纳米管等)上，基于纳米材料上的多个标记位点，实现信号放大。但是，这些方法也存在一些问题，包括：1)纳米材料的生物兼容性问题，纳米材料的生物稳定性通常比较差，在一些生物体系(例如高盐环境)中容易聚焦，而影响检测的重现性；2)纳米材料的标记通常是不可控的，因为目前对纳米材料的合成难以实现精确可控(包括其尺寸、形貌等)，这直接影响了纳米材料与生物探针标记的可控性，从而使得探针的检测精度难以达到临床检测的要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的是提供一种噬菌体电化学发光信号扩增探针，其具有简单、可控、信号放大效率高等优点。

本发明的另一目的是提供所述噬菌体电化学发光信号扩增探针的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述噬菌体电化学发光信号扩增探针在生物分析中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种噬菌体电化学发光信号扩增探针，其包括M13噬菌体、融合表达在M13噬菌体中的链霉亲和素，以及共价连接在M13噬菌体上的三联吡啶钌。

本发明所述的噬菌体电化学发光信号扩增探针，以M13噬菌体作为三联吡啶钌信号放大的连接骨架，具有体系稳定、不易发生聚集，且容易保存等优点，所制得的信号扩增探针具有简单、可控、信号放大效率高等优点。

M13噬菌体是一种纤维丝状噬菌体，无毒无害，位于一端小衣壳的五个p3蛋白参与生物病毒的识别过程，而位于侧壁主衣壳的p8蛋白只负责噬菌体的形态结构。每个M13噬菌体大约表达2000个p8蛋白，因此可在M13噬菌体的p8蛋白上进行丰富的化学修饰，且这种修饰不会影响M13噬菌体病毒识别抗原的功能。传统的无机纳米粒子信号扩增探针通常只能实现100倍左右的信号扩增，而M13噬菌体的p8蛋白上可以标记1000个以上的三联吡啶钌分子，因而能够实现1000倍以上的信号扩增，获得较高的信号放大效率，可将电化学发光信号检测的灵敏度提高两个数量级以上。

本发明所述的噬菌体电化学发光信号扩增探针的制备方法，其包括以下步骤：

1)制备三联吡啶钌-N-羟基琥珀酰亚胺酯(Ru(bpy)₃²⁺-NHS)；