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原文传递一种DNA生物传感器及其制备方法和应用

专利名称：	一种DNA生物传感器及其制备方法和应用
摘要：	本发明公开了一种DNA生物传感器及其制备方法和应用。本发明通过将圆片级可控纳米线阵列场效应管硅烷化，以化学键的形式将末端带有羧基修饰的DNA修饰在硅纳米线的表面，构建出一种基于圆片级可控纳米线阵列的DNA生物传感器，利用纳米线阵列上的DNA探针与不同浓度的目标检测DNA孵化，产生栅压电场，来调控源漏极之间的电流，并通过这种电流变化，来迅速定量检测特定DNA。该方法操作简单，易实现，具有很好的生物相容性，应用广泛，且灵敏度高，检测限可以达到0.1fM，可实现实时检测。
专利类型：	发明专利
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	李杜娟;陈慧旖;刘超然;杨勋;樊凯;王高峰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911353846.2
公开号：	CN111122679A
代理机构：	浙江千克知识产权代理有限公司
代理人：	周希良
分类号：	G01N27/414;G01N27/38;G01N27/30;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/414;G01N27/38;G01N27/30
申请人地址：	310018 浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街1158号
主权项：	1.一种DNA生物传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：合成末端带有羧基的单链探针DNA，所述的单链探针DNA与目标检测DNA链实现碱基互补配对； S2：依次利用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管，然后用惰性气体吹干； S3：在圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管的集成芯片传感部位滴加氟化氢(HF)溶液，腐蚀处理，以除去纳米线表面的氧化膜，再用乙醇、去离子水依次冲洗处理； S4：将S3处理后的圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管浸泡在硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的乙醇溶液中过夜； S5：在单链探针DNA中添加羧基活化试剂N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)活化处理； S6：清洗浸泡处理后的圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管，用惰性气体吹干，并在纳米线表面添加单链探针DNA溶液，常温孵育； S7：将步骤S6得到的圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管清洗后即可得到COOH-DNA/APTES/SiNWs电极，即DNA生物传感器。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1所述的单链探针DNA序列为(SEQ IDNo.1)：5’-COOH-CCC CCC AGT GAT TTT AGAGAG-3’，所述的目标检测DNA链(SEQ ID No.2)为5’-CTC TCT AAA ATC ACT-3’；S2中所述的清洗时间为的丙酮10～30min，无水乙醇10～30min，去离子水10～30min。 3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2所述的圆片级可控纳米线阵列场效应晶体管为硅纳米线场效应管(SiNWs-FET)；优选的，S2所述的硅纳米线场效应管是(111)型SOI硅片；更优选的，S2所述的纳米线阵列是以15×8叉指结构呈现，且纳米线尺寸大小为50～120nm。 4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中氟化氢(HF)溶液质量浓度为2～5％，腐蚀处理时间为2～10s；乙醇、去离子水冲洗时间均为30～60s；S4中硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的乙醇溶液的质量浓度为1～5％，其浸泡时间为10～24h。 5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S5中单链探针DNA溶液浓度为10-7M～10-5M；N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶液浓度为0.2～0.8mM；1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)溶液浓度为0.8～3.2mM，且单链探针DNA与NHS溶液，EDC溶液，磷酸缓冲溶液(PBS)体积配比为4：5：5：6，且溶液活化时间为15～30min。 6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S6中纳米线阵列场效应晶体管清洗所使用试剂为无水乙醇溶液，清洗时间为10～60s，以除去过多残留的APTES溶液。其中孵育温度为25～37℃，孵育时间为2～5h。 7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S7中的清洗试剂为磷酸缓冲溶液(PBS)，其浓度为0.001～1mol/L，以除去未固定上的单链探针DNA。 8.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备而得的一种DNA生物传感器。 9.权利要求8所述的DNA生物传感器的应用，其特征在于，所述DNA生物传感器用于定量检测特定DNA，包括如下步骤： (1)针对所要检测的特定的DNA序列，利用DNA生物传感器检测目标DNA，将DNA生物传感器连接整个检测系统中，形成流道通路； (2)启动检测装置，设定源漏极和栅源电压，并将所述DNA生物传感器，浸泡于PBS溶液中10～30min，用数字源表检测源极和漏极之间的电流，记为基准电流； (3)滴加定量不同浓度的目标DNA溶液于DNA生物传感器表面，于常温孵育1～3h； (4)磷酸缓冲溶液(PBS)清洗传感器表面，以除去未结合上的多余目标DNA；同时用数字源表检测源极和漏极之间的电流变化情况。 10.权利要求9所述的DNA生物传感器的应用，其特征在于，所述(1)中，检测系统包括电压源和数字源表，通过对DNA生物传感器的源极和漏极之间施加一定的电压，以检测源极和漏极之间的电流变化；所述(2)中，源漏极施加的电压为-3V～3V，栅源极施加的电压为-3～0V；所述(3)中，不同浓度的目标DNA溶液的制备方法为：将目标DNA链用浓度为0.01mol/L的磷酸盐缓冲液配比制成浓度为10-16M、10-15M、10-14M、10-13M、10-12M、10-11M、10-10M的目标检测DNA溶液，目标DNA孵育温度为25～37℃。
所属类别：	发明专利