專利名稱：一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有檢測RNA/DNA的技術(shù)主要是定量PCR方法和RNA芯片，這些方法成本高，操作復(fù)雜如需要RNA樣品的擴(kuò)增，步驟較多，技術(shù)要求高、需要時間長，檢測分析時間大于4小時、需要標(biāo)記樣品，不能排除樣品的污染和對人體侵害、靈敏度較低、很難普及進(jìn)入百姓的家庭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器,解決了現(xiàn)有技術(shù)中成本高、樣品污染、難普及的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，包括DNA/RNA 探針、FoFl-ATP 酶和 FoFl-ATP 酶載色體。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述RNA或DNA探針為長度為40 70個堿基，可用于檢測不同長度的編碼和非編碼RNA，用于識別成熟小RNA的DNA探針長度為15 35個堿基，此外還連接著10 30個堿基的無義鏈DNA序列，在所述RNA或DNA探針的另一端連有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC或生物素，在檢測新的小RNA時，該探針設(shè)計與制備的新穎性在于選擇了通過計算機(jī)設(shè)計獲得的或已鑒定的潛在小RNA的功能鏈的反義RNA或DNA序列，該序列只能與成熟的小RNA片段雜交，形成互補(bǔ)的二聚體，而不能與小RNA的前體或更長的同源片段雜交形成互補(bǔ)的二聚體。這是因為較大的發(fā)夾環(huán)的阻抑作用和分子馬達(dá)的離心力。所以這種分子探針可以提高探針與待檢測樣品中的互補(bǔ)小RNA的特異性結(jié)合，降低非特異性背景信號，提高檢測的靈敏度，更適合于檢測樣本中的低豐度的成熟的小RNA。這樣成功的去除小RNA前體的影響。除了可用于檢測小RNA分子外，我們還采用了無發(fā)夾結(jié)構(gòu)的探針用于較長編碼RNA (mRNA)和非編碼RNA(ncRNA)的高靈敏的快速檢測。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl與H)自身偶聯(lián)的原理產(chǎn)生的由α、β、Υ、δ和ε -亞基組成的FoFl-ATPase分子馬達(dá)傳感器。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述FoFl-ATP酶載色體是一種直徑90 IlOnm的雙層磷脂酶體，所述雙層磷脂酶體內(nèi)含一個FoFl-ATP酶，6 11個光能轉(zhuǎn)換復(fù)合物，載色體的大小更為均一，純度更高，便于點制高通量的液態(tài)芯片，用于高通量地檢測和分析小RNA的表達(dá)，所述的小RNA旋轉(zhuǎn)式傳感器還可用于制備包含其的各種液態(tài)芯片。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，將所述FoFl-ATP酶的α亞基、Υ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合，并且進(jìn)一步與樣品中的靶分子結(jié)合來調(diào)控分子馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，每一個分子馬達(dá)連接上一種特異的探針，從而能穩(wěn)定地生產(chǎn)出不同高低通量的分子馬達(dá)芯片，更全面和更準(zhǔn)確地檢測樣品中不同小RNA的表達(dá)譜，和更好地用于基礎(chǔ)研究和疾病的診斷。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述靶分子是DNA、mi RNA, piRNA、si RNA或其它形式的RNA以及它們與蛋白/多肽的復(fù)合物。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述FoFl-ATP酶的α亞基、Υ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合是通過生物素-鏈酶抗生物素-生物素與探針分子結(jié)合。作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)式傳感器可以單一或陣列的形式組成各種類型的檢測和分析芯片。由于!7O-ATP馬達(dá)的質(zhì)子轉(zhuǎn)運與Fl-ATP馬達(dá)上的負(fù)載密切相關(guān)，用熒光pH探針作為其旋轉(zhuǎn)的指示。因此，建立了將分子識別功能、信號變換方式和生物活性元件一體化的新方法，具有快速實時，高靈敏、高特異、不需要擴(kuò)增、不需要樣品的標(biāo)記、操作簡單、性價比高的特點。
進(jìn)一步與微流體芯片將樣品進(jìn)樣，樣品洗滌與測定技術(shù)為一體的化技術(shù)結(jié)合；同時，在測定裝置的設(shè)計中將樣品的通量測定；數(shù)據(jù)管理又建立了一體化的技術(shù)體系。由于采用了上述技術(shù)方案，一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，包括RNA/DNA探針、FoFl-ATP酶和FoFl-ATP酶載色體，由于R)_ATP馬達(dá)的質(zhì)子轉(zhuǎn)運與Fl-ATP馬達(dá)上的負(fù)載密切相關(guān)，用熒光PH探針作為其旋轉(zhuǎn)的指示，因此，建立了將分子識別功能、信號變換方式和生物活性元件一體化的新方法，具有快速實時，高靈敏、高特異、不需要擴(kuò)增、不需要樣品的標(biāo)記、操作簡單、性價比高的特點，該測定裝置設(shè)計沒有機(jī)械掃描部件，速度快、穩(wěn)定性好，易于進(jìn)行小型化和微型化，而且成本較低、靈敏度和特異性高。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，包括RNA/小RNA探針、FoFI-ATP酶和FoFl-ATP酶載色體。所述RNA/DNA探針為長度為40 70個堿基，其中用于識別成熟小RNA的DNA探針長度為15 35個堿基，此外還連接著10 30個堿基的無義鏈DNA序列，在所述RNA/DNA探針的另一端連有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC或生物素，在檢測新的小RNA時，該探針設(shè)計與制備的新穎性在于選擇了通過計算機(jī)設(shè)計獲得的或已鑒定的潛在小RNA的功能鏈的反義RNA或DNA序列，該序列只能與成熟的小RNA片段雜交，形成互補(bǔ)的二聚體，而不能與小RNA的前體或更長的同源片段雜交形成互補(bǔ)的二聚體。這是因為較大的發(fā)夾環(huán)的阻抑作用和分子馬達(dá)的離心力。所以這種分子探針可以提高探針與待檢測樣品中的互補(bǔ)小RNA的特異性結(jié)合，降低非特異性背景信號，提高檢測的靈敏度，更適合于檢測樣本中的低豐度的成熟的小RNA。這樣成功的去除小RNA前體的影響。除了可用于檢測小RNA分子外，我們還采用了無發(fā)夾結(jié)構(gòu)的探針用于較長編碼RNA(mRNA)和非編碼RNA (ncRNA)的高靈敏的快速檢測。所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl與H)自身偶聯(lián)的原理產(chǎn)生的由α、β、Y、δ和ε -亞基組成的FoFl-ATPase分子馬達(dá)傳感器。
所述FoFl-ATP酶載色體是一種直徑90 IlOnm的雙層磷脂酶體，所述雙層磷脂酶體內(nèi)含一個FoFl-ATP酶，6 11個光能轉(zhuǎn)換復(fù)合物，載色體的大小更為均一，純度更高，便于點制高通量的液態(tài)芯片，用于高通量地檢測和分析小RNA的表達(dá)，所述的小RNA旋轉(zhuǎn)式傳感器還可用于制備包含其的各種液態(tài)芯片。將所述FoFl-ATP酶的α亞基、γ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合，并且進(jìn)一步與樣品中的靶分子結(jié)合來調(diào)控分子馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，每一個分子馬達(dá)連接上一種特異的探針，從而能穩(wěn)定地生產(chǎn)出不同高低通量的分子馬達(dá)芯片，更全面和更準(zhǔn)確地檢測樣品中不同小RNA的表達(dá)譜，和更好地用于基礎(chǔ)研究和疾病的診斷。所述靶分子是DNA、mi RNA, piRNA、si RNA或其它形式的RNA以及它們與蛋白/多 肽的復(fù)合物。所述FoFl-ATP酶的α亞基、Υ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合是通過生物素-鏈酶抗生物素-生物素與探針分子結(jié)合。所述旋轉(zhuǎn)式傳感器可以單一或陣列的形式組成各種類型的檢測和分析芯片。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于包括RNA/DNA探針、FoFl-ATP酶和FoFl-ATP酶載色體。
2.如權(quán)利要求I所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述RNA/DNA探針為長度為40 70個堿基，其中用于識別成熟小RNA的DNA或DNA探針長度為15 35個堿基，此外還連接著10 30個堿基的無義鏈DNA序列，在所述RNA/DNA探針的另一端連有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC，或生物素。
3.如權(quán)利要求I所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl與H)自身偶聯(lián)的原理產(chǎn)生的由α、β、Υ、δ和ε -亞基組成的FoFl-ATPase分子馬達(dá)傳感器。
4.如權(quán)利要求I所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶載色體是一種直徑90 IlOnm的雙層磷脂酶體，所述雙層磷脂酶體內(nèi)含一個FoFl-ATP酶，6 11個光能轉(zhuǎn)換復(fù)合物。
5.如權(quán)利要求2或3所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于將所述FoFl-ATP酶的α亞基、Υ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合，并且進(jìn)一步與樣品中的靶分子結(jié)合來調(diào)控分子馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度。
6.如權(quán)利要求5所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述靶分子是DNA、miRNA, piRNA、siRNA或其它形式的編碼和非編碼RNA以及它們與蛋白/多肽的復(fù)合物。
7.如權(quán)利要求5所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶的α亞基、Υ亞基或δ亞基與相應(yīng)的探針復(fù)合物結(jié)合是通過生物素-鏈酶抗生物素-生物素與探針分子結(jié)合。
8.如權(quán)利要求5所述的一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)式傳感器可以單一或陣列的形式組成各種類型的檢測和分析芯片。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種檢測生物大分子的旋轉(zhuǎn)式傳感器，包括RNA/DNA探針、FoF1-ATP酶和FoF1-ATP酶載色體，由于F0-ATP馬達(dá)的質(zhì)子轉(zhuǎn)運與F1-ATP馬達(dá)上的負(fù)載密切相關(guān)，用熒光pH探針作為其旋轉(zhuǎn)的指示，因此，建立了將分子識別功能、信號變換方式和生物活性元件一體化的新方法，具有快速實時，高靈敏、高特異、不需要擴(kuò)增、不需要樣品的標(biāo)記、操作簡單、性價比高的特點，該測定裝置設(shè)計沒有機(jī)械掃描部件，速度快、穩(wěn)定性好，易于進(jìn)行小型化和微型化，而且成本較低、靈敏度和特異性高。
文檔編號C12Q1/68GK102925566SQ201210401908
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者殷勤偉, 黃兵 申請人:北京吉利奧生物科技發(fā)展有限公司