专利名称：一种检测生物大分子的旋转式传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物技术领域，特别是指一种检测生物大分子的旋转式传感器。
背景技术：
现有检测RNA/DNA的技术主要是定量PCR方法和RNA芯片，这些方法成本高，操作复杂如需要RNA样品的扩增，步骤较多，技术要求高、需要时间长，检测分析时间大于4小时、需要标记样品，不能排除样品的污染和对人体侵害、灵敏度较低、很难普及进入百姓的家庭。
发明内容
本发明提出一种检测生物大分子的旋转式传感器,解决了现有技术中成本高、样品污染、难普及的问题。本发明的技术方案是这样实现的一种检测生物大分子的旋转式传感器，包括DNA/RNA 探针、FoFl-ATP 酶和 FoFl-ATP 酶载色体。作为优选的技术方案，所述RNA或DNA探针为长度为40 70个碱基，可用于检测不同长度的编码和非编码RNA，用于识别成熟小RNA的DNA探针长度为15 35个碱基，此外还连接着10 30个碱基的无义链DNA序列，在所述RNA或DNA探针的另一端连有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC或生物素，在检测新的小RNA时，该探针设计与制备的新颖性在于选择了通过计算机设计获得的或已鉴定的潜在小RNA的功能链的反义RNA或DNA序列，该序列只能与成熟的小RNA片段杂交，形成互补的二聚体，而不能与小RNA的前体或更长的同源片段杂交形成互补的二聚体。这是因为较大的发夹环的阻抑作用和分子马达的离心力。所以这种分子探针可以提高探针与待检测样品中的互补小RNA的特异性结合，降低非特异性背景信号，提高检测的灵敏度，更适合于检测样本中的低丰度的成熟的小RNA。这样成功的去除小RNA前体的影响。除了可用于检测小RNA分子外，我们还采用了无发夹结构的探针用于较长编码RNA (mRNA)和非编码RNA(ncRNA)的高灵敏的快速检测。作为优选的技术方案，所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl与H)自身偶联的原理产生的由α、β、Υ、δ和ε -亚基组成的FoFl-ATPase分子马达传感器。作为优选的技术方案，所述FoFl-ATP酶载色体是一种直径90 IlOnm的双层磷脂酶体，所述双层磷脂酶体内含一个FoFl-ATP酶，6 11个光能转换复合物，载色体的大小更为均一，纯度更高，便于点制高通量的液态芯片，用于高通量地检测和分析小RNA的表达，所述的小RNA旋转式传感器还可用于制备包含其的各种液态芯片。作为优选的技术方案，将所述FoFl-ATP酶的α亚基、Υ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合，并且进一步与样品中的靶分子结合来调控分子马达的旋转速度，每一个分子马达连接上一种特异的探针，从而能稳定地生产出不同高低通量的分子马达芯片，更全面和更准确地检测样品中不同小RNA的表达谱，和更好地用于基础研究和疾病的诊断。
作为优选的技术方案，所述靶分子是DNA、mi RNA, piRNA、si RNA或其它形式的RNA以及它们与蛋白/多肽的复合物。作为优选的技术方案，所述FoFl-ATP酶的α亚基、Υ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合是通过生物素-链酶抗生物素-生物素与探针分子结合。作为对上述技术方案的改进，所述旋转式传感器可以单一或阵列的形式组成各种类型的检测和分析芯片。由于!7O-ATP马达的质子转运与Fl-ATP马达上的负载密切相关，用荧光pH探针作为其旋转的指示。因此，建立了将分子识别功能、信号变换方式和生物活性元件一体化的新方法，具有快速实时，高灵敏、高特异、不需要扩增、不需要样品的标记、操作简单、性价比高的特点。
进一步与微流体芯片将样品进样，样品洗涤与测定技术为一体的化技术结合；同时，在测定装置的设计中将样品的通量测定；数据管理又建立了一体化的技术体系。由于采用了上述技术方案，一种检测生物大分子的旋转式传感器，包括RNA/DNA探针、FoFl-ATP酶和FoFl-ATP酶载色体，由于R)_ATP马达的质子转运与Fl-ATP马达上的负载密切相关，用荧光PH探针作为其旋转的指示，因此，建立了将分子识别功能、信号变换方式和生物活性元件一体化的新方法，具有快速实时，高灵敏、高特异、不需要扩增、不需要样品的标记、操作简单、性价比高的特点，该测定装置设计没有机械扫描部件，速度快、稳定性好，易于进行小型化和微型化，而且成本较低、灵敏度和特异性高。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。一种检测生物大分子的旋转式传感器，包括RNA/小RNA探针、FoFI-ATP酶和FoFl-ATP酶载色体。所述RNA/DNA探针为长度为40 70个碱基，其中用于识别成熟小RNA的DNA探针长度为15 35个碱基，此外还连接着10 30个碱基的无义链DNA序列，在所述RNA/DNA探针的另一端连有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC或生物素，在检测新的小RNA时，该探针设计与制备的新颖性在于选择了通过计算机设计获得的或已鉴定的潜在小RNA的功能链的反义RNA或DNA序列，该序列只能与成熟的小RNA片段杂交，形成互补的二聚体，而不能与小RNA的前体或更长的同源片段杂交形成互补的二聚体。这是因为较大的发夹环的阻抑作用和分子马达的离心力。所以这种分子探针可以提高探针与待检测样品中的互补小RNA的特异性结合，降低非特异性背景信号，提高检测的灵敏度，更适合于检测样本中的低丰度的成熟的小RNA。这样成功的去除小RNA前体的影响。除了可用于检测小RNA分子外，我们还采用了无发夹结构的探针用于较长编码RNA(mRNA)和非编码RNA (ncRNA)的高灵敏的快速检测。所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl与H)自身偶联的原理产生的由α、β、Y、δ和ε -亚基组成的FoFl-ATPase分子马达传感器。
所述FoFl-ATP酶载色体是一种直径90 IlOnm的双层磷脂酶体，所述双层磷脂酶体内含一个FoFl-ATP酶，6 11个光能转换复合物，载色体的大小更为均一，纯度更高，便于点制高通量的液态芯片，用于高通量地检测和分析小RNA的表达，所述的小RNA旋转式传感器还可用于制备包含其的各种液态芯片。将所述FoFl-ATP酶的α亚基、γ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合，并且进一步与样品中的靶分子结合来调控分子马达的旋转速度，每一个分子马达连接上一种特异的探针，从而能稳定地生产出不同高低通量的分子马达芯片，更全面和更准确地检测样品中不同小RNA的表达谱，和更好地用于基础研究和疾病的诊断。所述靶分子是DNA、mi RNA, piRNA、si RNA或其它形式的RNA以及它们与蛋白/多 肽的复合物。所述FoFl-ATP酶的α亚基、Υ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合是通过生物素-链酶抗生物素-生物素与探针分子结合。所述旋转式传感器可以单一或阵列的形式组成各种类型的检测和分析芯片。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于包括RNA/DNA探针、FoFl-ATP酶和FoFl-ATP酶载色体。
2.如权利要求I所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述RNA/DNA探针为长度为40 70个碱基，其中用于识别成熟小RNA的DNA或DNA探针长度为15 35个碱基，此外还连接着10 30个碱基的无义链DNA序列，在所述RNA/DNA探针的另一端连有一段共同的核苷酸配基AGCCUGAGCAUCCCGGUUCC或AGCCGAUGUCAACGCACAUC，或生物素。
3.如权利要求I所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶是利用生物分子Fl与H)自身偶联的原理产生的由α、β、Υ、δ和ε -亚基组成的FoFl-ATPase分子马达传感器。
4.如权利要求I所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶载色体是一种直径90 IlOnm的双层磷脂酶体，所述双层磷脂酶体内含一个FoFl-ATP酶，6 11个光能转换复合物。
5.如权利要求2或3所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于将所述FoFl-ATP酶的α亚基、Υ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合，并且进一步与样品中的靶分子结合来调控分子马达的旋转速度。
6.如权利要求5所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述靶分子是DNA、miRNA, piRNA、siRNA或其它形式的编码和非编码RNA以及它们与蛋白/多肽的复合物。
7.如权利要求5所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述FoFl-ATP酶的α亚基、Υ亚基或δ亚基与相应的探针复合物结合是通过生物素-链酶抗生物素-生物素与探针分子结合。
8.如权利要求5所述的一种检测生物大分子的旋转式传感器，其特征在于所述旋转式传感器可以单一或阵列的形式组成各种类型的检测和分析芯片。
全文摘要
本发明提出了一种检测生物大分子的旋转式传感器，包括RNA/DNA探针、FoF1-ATP酶和FoF1-ATP酶载色体，由于F0-ATP马达的质子转运与F1-ATP马达上的负载密切相关，用荧光pH探针作为其旋转的指示，因此，建立了将分子识别功能、信号变换方式和生物活性元件一体化的新方法，具有快速实时，高灵敏、高特异、不需要扩增、不需要样品的标记、操作简单、性价比高的特点，该测定装置设计没有机械扫描部件，速度快、稳定性好，易于进行小型化和微型化，而且成本较低、灵敏度和特异性高。
文档编号C12Q1/68GK102925566SQ201210401908
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者殷勤伟, 黄兵 申请人:北京吉利奥生物科技发展有限公司