基因感測器

基因感測器

目前研究和開發的基因感測器從信息轉換原理區分,主要有電極電化學式,石英晶體振蕩器(QCM)質量式和表面等離子諧振(SPR)光學式等幾種。下面就這幾種基因感測器的研究和發展做一個簡單的介紹。

產品介紹


DNA感測器以DNA為敏感元件,通過換能器DNA與DNA、DNA與RNA與DNA與其它有機無機離子之間的作用的生物學信號轉變為可檢測的光、電、聲波等物理信號。近年來,DNA感測器在基因診斷、環境監控、藥物研究等領域的應用研究受到廣泛重視。

產品種類


電化學基因感測器
電化學式基因感測器是以電極為換能器,也就是將ssDNA探針固定在金電極、碳糊電極或玻璃電極等表面上,然後浸入含有目標ssDNA分子的溶液中,此時電極上的ssDNA探針與溶液中的互補序列的目標DNA單鏈分子雜交。
質量基因感測器
質量式基因感測器是以石英晶體振蕩器(QCM)為換能器,與電化學基因感測器一樣,也是將單鏈的DNA探針固定在電極表面上,然後浸入含有被測目標ssDNA分子的溶液中,當電極上的ssDNA探針與溶液中的互補序列的目標ssDNA分子雜交,QCM的振蕩頻率就會發生變化。ssDNA探針在電極上固定的方法與電化學基因感測器的方法一樣。QCM基因感測器可以進行定量分析,可以做到定量固定ssDNA探針,定量檢測雜交目標dsDNA。QCM是一種非常靈敏的質量感測器,可以檢測到亞納克級的物質。晶體的振蕩頻率隨電極上的質量的增加而減少。
SPR基因感測器
光學方法是最成熟和最好的生物敏感技術,因為它有兩個最重要的優點:非破壞性和高靈敏度。一個特別的技術就是表面等離子體諧振(SPR)生物敏感技術。SPR作為換能器,其對基因敏感的原理仍然如電化學式或QCM式基因感測器一樣,只不過檢測的信號為光學信號,DNA雜交會引起反射光的光強度變化或角度變化。

產品應用


現代醫學研究證明,人類疾病都直接或間接地與基因有關。從這個意義上講,所有的疾病都可視為基因病或遺傳病。疾病與基因的關係還是目前生物醫學研究的主題,基因感測器的研究與應用必然會促進這方面的研究,對揭示基因與疾病的關係起到推動作用。
目前,一些基因感測器已應用到了醫學臨床對疾病的診斷的研究中,比如,利用QCM通過對肝炎病毒PCR產物的檢測診斷肝炎,對p53基因檢測診斷癌症等。基因感測器可用於對環境的監測,檢測環境中的生物病菌等。在軍事上的應用更是目前重視的研究項目。由於基因工程的研究成果為生物武器的研究開闢了新的領域――基因武器,便攜、快速、靈敏的基因感測器可以發揮重要作用。