[发明专利]基于亚甲基蓝可控释放的免固定免标记光致电化学microRNA传感器及其应用

说明书

本发明属于生物传感技术领域，涉及基于亚甲基蓝可控释放的免固定免标记光致电化学microRNA传感器及其应用。本发明传感器包括光活性材料封装复合体、核酸水解酶和光致电化学检测装置，所述光活性材料封装复合体包括表面氨基化介孔二氧化硅纳米粒子NMSNs、亚甲基蓝MB和封孔核酸探针。封孔核酸探针通过静电作用吸附在NMSNs表面，并将MB封装在NMSNs内部，封孔核酸探针具有与待检测microRNA发生互补配对的碱基序列。该传感器用核酸杂交互补配对进行分子识别，具有极高选择性，而且免去了光活性材料及识别探针在电极上的固定，无需对核酸探针进行标记，具有成本低、操作简单、方便快捷等优点。

技术领域

本发明属于生物传感技术领域，涉及基于亚甲基蓝可控释放的免固定免标记光致电化学microRNA传感器及其应用。

背景技术

光电化学过程是指分子、离子或半导体材料等因吸收光子而使电子受激发产生电荷传递，从而实现光能向电能的转化过程。光致电化学传感器就是将能够产生光电化学过程、并产生检测信号的光电活性材料，与生物识别原件相结合而发展起来的。这种传感器的检测信号，即光电流，与被检测目标物的浓度之间成比例关系。与传统的生物传感器相比，光致电化学传感器的优势主要表现在：(1)背景信号低，该传感器采用光作为激发源、电作为检测信号，因此激发光源与检测信号的完全分离，使得该传感器具有低背景信号；(2)抗干扰能力强，由于测试体系无需施加外电压，能有效避免易发生氧化还原的电活性物质在电极表面发生反应，从而提高了传感器的抗干扰能力；(3)能实现简单快速、实时检测，由于检测过程无需外加电压，仅需要简单的电流表和合适的光源便可以实现检测，故检测设备易携带，易实现实时检测。

在传统的光致电化学生物传感检测中，无论是识别分子或信号探针在电极表面的修饰过程，都会延长目标分析物检测时间，因此相较于固定修饰过程，免固定技术能够简化检测程序，缩短检测时间，从而能够实现简单、快速、灵敏、高效的目标物检测。

MicroRNA是含有19-25个核苷酸的非编码小分子RNA，其主要功能是调节生物体生长、发育和疾病发生过程中有关基因的表达。microRNA可以作为诱癌基因参与肿瘤的发生和发展，又可以作为抑癌基因控制肿瘤的形成。因此，microRNA的研究对癌症的预防和治疗具有重要意义。传统检测microRNA的方法有RNA印迹法、逆转录聚合酶链式反应和基因芯片法。RNA印迹法耗时复杂，需要放射性标记并且检测限较高；RT-PCR和基因芯片虽然灵敏度高，但是检测仪器设备昂贵。发展高效低耗费的microRNA检测技术从而成为关键。

因此，设计制备免固定免标记光致电化学生物传感器，实现microRNA的简单、方便、高灵敏、高特异性检测，具有重要的科学研究意义及实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，构建了基于亚甲基蓝可控释放的免固定免标记光致电化学microRNA传感器，还提供了利用该传感器检测microRNA的应用方法，能够实现简单、快速、灵敏、高效的microRNA检测。

本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于亚甲基蓝可控释放的免固定免标记光致电化学microRNA传感器，所述传感器包括光活性材料封装复合体、核酸水解酶和光致电化学检测装置，所述光活性材料封装复合体包括表面氨基化介孔二氧化硅纳米粒子NMSNs、亚甲基蓝MB和封孔核酸探针。封孔核酸探针通过静电作用吸附在NMSNs表面，并将MB封装在NMSNs内部，封孔核酸探针具有与待检测microRNA发生互补配对的碱基序列，所述光致电化学检测装置采用三电极检测体系，所用光源为单一波长光源。

其中，所述待检测microRNA的序列如SEQ ID NO.1所示；封孔核酸探针的序列如SEQ ID NO.2所示，核酸水解酶为核酸外切酶Exo III。