[发明专利]一种基于晶体生长的QCM信号放大方法

说明书

本发明公开了一种基于晶体生长的QCM信号放大方法，属于生物检测技术领域。本发明通过在晶体表面修饰不同比例的官能团，制备出相应混合官能团的自组装膜，该自组装膜可以定量调控石英晶体微天平晶片表面晶体的生长；表面结晶的量与‑COOH/‑N(CH₃)₃比例之间呈现良好的线性关系；寡聚核苷酸链诱导产生的结晶将共振频率变化信号放大了将近1000倍。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于晶体生长的QCM信号放大方法。

背景技术

石英晶体微天平(QCM)分析方法是一种操作方便的检测方法，具有无需标记、实时检测表面结合反应的优点，已经在生物化学分析中广泛应用。石英晶体微天平传感器具有高精度、高灵敏度和高稳定性的特点，可以检测到纳克以下的数量级。石英晶体微天平传感器不仅可以提供有关吸附过程的动力学信息，还可以提供最后形成的吸附层的表面覆盖度的信息。动力学参数可以通过频率-时间的图表获得，晶片频率会随着所吸附物质的质量的变化而变化，最后可以通过下降的总频率计算出所吸附物质的质量。主要有两种方法将分析物传送入传感器中，然后测量晶片的共振频率的变化。其中一种方法成为“浸渍和干燥”法，这种方法是通过测量两次晶片的共振频率，两次测量分别是在目标分析物连接到探针修饰的晶片之前和之后，通过两次共振频率变化的差值计算晶片吸附的质量。另外一种方法是流式注射分析系统，将分析物传送入传感器中并测量其频率的变化。小体积的样本通过流式注射分析系统将分析物传送入传感器中，在传感器中振荡回路与频率转换器连接，将质量的变化转换为共振频率的变化，最后频率转换器与电脑连接，将共振频率的变化以数据的形式在电脑上显示出来。这种方法可以实现数据的在线分析获得实时数据，这有利于研究键合体系由低到高的结合度。石英晶体微天平可以测量键合反应的共振频率变化和能量损耗的数据。

但是石英晶体微天平在检测小分子质量的分析物或者低浓度的大分子质量的分析物时，都不能得到很好的信号响应；为了提高石英晶体微天平的灵敏度就需要扩大信号响应。

因此，提供一种基于晶体生长的QCM信号放大方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于晶体生长的QCM信号放大方法，通过对晶体表面结晶物质的生长进行控制，从而达到质量扩增的目的，实现石英晶体微天平的微量分析。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于晶体生长的QCM信号放大方法，具体操作步骤如下：

(1)晶片的清洗；

(2)晶片的自组装膜修饰：将清洗干净的晶片平铺在小烧杯底部，将不同配比的-N(CH₃)₃和-COOH的混合溶液加入小烧杯中，在气浴恒温振荡器中保持37℃反应12h；反应结束后，将晶片取出，用无水乙醇冲洗掉晶片上未反应的物质；将晶片在氮气氛围中吹干，得到自组装膜修饰的晶片；

(3)结晶：取出自组装膜修饰的晶片，安装在石英晶体微天平检测系统的开放式检测池中，打开QCM软件，预热至37℃，并开始测量；当共振频率在空气中稳定在±2Hz内时，在开放式检测池中加入500μl 6mM CaCl₂溶液，当共振频率稳定在±2Hz内后，在反应空间内加入过量的碳酸铵固体粉末，用一个载体盛放置于氯化钙溶液附近，营造一种二氧化碳的氛围，为氯化钙的结晶提供反应物二氧化碳；通过石英晶体微天平传感器记录下具有不同修饰的石英晶体微天平晶片表面的结晶化过程中的信号响应，当信号达到稳定后，保存数据。