(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210473186.7 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 国家纳米科 学中心 地址 100190 北京市海淀区中关村北一条 11号 (72)发明人 杨延莲　宋诗洁　朱凌　高厚乾　 王琛　 (74)专利代理 机构 北京市英智 伟诚知识产权代 理事务所(普通 合伙) 11521 专利代理师 刘丹妮 (51)Int.Cl. C12Q 1/6837(2018.01) C12Q 1/6806(2018.01) C12Q 1/6883(2018.01) C12N 15/11(2006.01) (54)发明名称 一种基于DNA四面体的传感芯片、 其制备方 法和装置 (57)摘要 本发明提供了一种基于DNA四面体的传感芯 片， 还提供了其制备方法和装置。 所述基于DNA四 面体的传感芯片通过在DNA四面体修饰传感芯片 的表面进行抗体功能化修饰制得。 本发明制备的 基于DNA四面体的传感芯片可以通过表面等离激 元共振成像技术检测阿尔茨海默病， 具有高通 量、 高灵敏度、 芯片可重复使用的优点并且该方 法表现出良好的疾病诊断性能。 在目前缺乏阿尔 茨海默病早期检测手段的情况下， 本发明选用基 于血液的检测方式， 提供了一种用于阿尔茨海默 病早期检测、 无创检测的小型化设备。 权利要求书2页 说明书10页 序列表2页 附图5页 CN 115433767 A 2022.12.06 CN 115433767 A 1.一种基于DNA四面体的传感芯片， 其特征在于， 所述基于DNA四面体的传感芯片通过 将所述DNA四面体与传感芯片的表面结合， 并进行抗体功能化 修饰而制得； 其中： 所述DNA四面体为由DNA链形成的四面体结构， 并且， 所述DNA四面体的每条边长的碱基 对数为10～3 0bp， 优选为20～3 0bp， 最优选为26bp。 2.根据权利要求1所述的基于DNA四面体的传感芯片， 其特 征在于： 形成所述DNA四面体的DNA链的序列包括： SEQ  ID NO.1、 SEQ  ID NO.2、 SEQ  ID NO.3、 SEQ ID NO.4和SEQ  ID NO.5。 3.根据权利要求1或2所述的基于DNA四面体的传感芯片， 其特 征在于： 所述传感芯片选自以下一种或多种： 表面等离激元共振(SPR)传感芯片、 SPR成像 (SPRi)传感芯片、 化学传感芯片、 电化学传感芯片、 石英晶体微天平传感芯片、 表面增强拉 曼传感芯片、 微流控芯片、 液体芯片、 悬浮芯片、 电阻/电导/阻抗传感芯片、 场效应晶体管传 感芯片； 和/或 形成所述DNA四面体的各三角形的平面尺寸相同且在基底上均匀分散； 优选地， 所述DNA四面体的底部三角形的三个顶点各 带一个巯基， 顶部延伸出DNA 链； 更优选地， 所述顶部延伸出DNA 链为带有羧基修饰DNA双链； 更优选地， 所述顶部延伸出DNA链的碱基对数为10～17bp， 进一步优选为15～17bp， 最 优选为15bp； 和/或 更优选地， 所述顶部延伸出DNA链的条数为1～4条， 进一步优选为1～3条， 最优选为1 条。 4.制备权利要求1至3 中任一项所述的基于DNA四面体的传感芯片的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 将所述DNA四面体与传感芯片的表面结合， 并进行抗体功能化修饰而制得， 其中： 所述 结合优选为巯基键合， 所述 抗体功能化 修饰优选为 酰胺化反应修饰； 优选地， 所述方法包括以下步骤： (1)制备DNA单链混合溶 液， 经退火处理后制得DNA四面体溶 液； (2)将步骤(1 )制备的DNA四面体溶液与传感芯片键合， 得到DNA四面体修饰的传感芯 片； 和 (3)将步骤(2)制备的DNA四面体修饰的传感芯片进行活化后， 加入抗体孵育， 洗涤干燥 后得到抗体功能化基于DNA四面体的传感芯片。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于： 所述步骤(1)中还包括： 先将DNA单链制成 DNA单链母液， 再将所述DNA单链母液与缓冲液混合制得DNA单链混合溶 液； 优选地， 所述DNA单链的序列包括： SEQ  ID NO.1、 SEQ  ID NO.2、 SEQ  ID NO.3、 SEQ  ID  NO.4和SEQ  ID NO.5； 优选地， 所述缓冲液为TM缓冲液， 所述缓冲液的pH值优选为7.5～8.5， 更优选为8； 和/ 或 优选地， 所述DNA单链混合溶液中所述DNA单链的浓度为0.4～5.0μmol/L， 进一步优选 为0.4～2.0 μmol/L， 最优选为1.0 μmo l/L。 6.根据权利要求4或5所述的方法， 其特征在于： 所述步骤(1)中， 所述退火处理的过程 包括升温反应和降温反应；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115433767 A 2优选地， 所述升温反应的反应温度为95℃； 优选地， 所述升温反应的时间为2 ～10min， 更优选为 4～9min， 进一步优选为8mi n； 优选地， 所述降温反应的时间为大于 30s， 更优选为大于 3min， 最优选为8mi n； 和/或 优选地， 所述降温反应的反应温度为 4℃。 7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法， 其特征在于： 所述步骤(2)中还包括： 将步 骤(1)制备的DNA四面体溶液平铺在传感芯片表 面， 孵育， 使所述DNA四面体与所述传感芯片 键合， 清洗， 得到DNA四面体修饰的传感芯片； 优选地， 所述孵 育的时间为10～ 25h， 更优选为10～ 20h， 进一步优选为12h 。 8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法， 其特征在于： 所述步骤(3)中还包括： 将步 骤(2)制备的DNA四面体修饰的传感芯片浸没在活化剂中进行羟基活化， 清洗并吹干， 加入 抗体孵育； 优选地， 所述活化剂为1 ‑(3‑二甲氨基丙基) ‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和氮 ‑羟基 琥珀酰亚胺(NHS)的混合溶 液； 优选地， 所述抗体选自以下一种或多种： Anti ‑Aβ 40、 Anti ‑Aβ 42、 Anti ‑NFL、 Anti ‑Tau、 Anti‑p‑Tau、 Anti ‑p‑Tau181、 Anti ‑p‑Tau217、 Anti ‑GFAP， 更优选为Anti ‑Aβ 42、 Anti ‑NFL、 Anti‑Tau； 优选地， 每个样品点滴加所述抗体的体积为0.4～1.0 μL， 更优选为0.4～0.5 μL， 最优选 为0.4 μL； 和/或 优选地， 所述孵 育的时间为10～ 25h， 更优选为10～ 20h， 进一步优选为12h 。 9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法， 其特征在于： 所述步骤(3)中在孵育后还包 括： 清洗芯片并封闭其余的活化羧基， 洗涤干燥后得所述抗体功能化基于DNA四面体的传感 芯片； 优选地， 所述封闭其余的活化羧基所使用的溶液选自 以下一种或多种： 牛血清白蛋白、 脱脂奶粉、 乙醇胺， 最优选为牛 血清白蛋白。 10.一种阿尔茨海默病的检测装置， 其特征在于， 所述阿尔茨海默病的检测装置包括权 利要求1至3中任一项 所述的基于DNA四面体的传感芯片或根据权利要求4至9中任一项 所述 的方法制备的基于DNA四面体的传感芯片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115433767 A 3