本發(fā)明公開了一種缺陷調(diào)控半導(dǎo)體的光電化學(xué)核酸分析方法，可用于多種核酸目標物的定量分析。本發(fā)明首先依次將富含缺陷的二氧化鈦和核酸捕獲探針修飾到電極構(gòu)成生物傳感界面。利用結(jié)合有激元金屬納米結(jié)構(gòu)的核酸探針與目標物雜交引起構(gòu)像變化，在剪切酶的作用下，產(chǎn)生大量含有激元金屬納米結(jié)構(gòu)的核酸殘余片段，通過該片段與電極上的捕獲探針雜交，將激元金屬納米結(jié)構(gòu)錨定于電極界面。在一定波長光激發(fā)下，激元金屬納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局域表面等離子共振從而顯著改變傳感器光電流信號。該方法操作簡單，靈敏度高，選擇性好，同時也為光電化學(xué)生物傳感信號轉(zhuǎn)導(dǎo)提供了新模式。

1.一種缺陷調(diào)控半導(dǎo)體的光電化學(xué)待測目標物分析方法，其特征在于：包含以下步驟：(1) 缺陷型二氧化鈦的制備：以鐵離子作為摻雜劑調(diào)控二氧化鈦中缺陷濃度，將5-15mg的六水合三氯化鐵固體溶解在7-11 mL油酸、4-7 mL油胺和5 mL乙醇的混合溶劑中，隨后加入5 mmol酞酸丁酯攪拌10分鐘，轉(zhuǎn)移至35 mL的敞口玻璃瓶，最后將該玻璃瓶放入到100mL的裝有20 mL乙醇溶液的聚四氟乙烯反應(yīng)釜，130-160℃反應(yīng)14-20個小時；冷卻后用乙醇離心洗滌兩次，收集固體成分，制得缺陷型二氧化鈦；(2) 缺陷型二氧化鈦的表面修飾：將步驟(1)制備的缺陷型二氧化鈦分散到3-5 mL甲苯、20-25 mL二甘醇和1.6-2.5 g的聚丙烯酸的混合溶液中，緩慢加熱至100℃，然后再加熱至180℃回流8-10小時，然后用乙醇和水交替離心洗滌3-5次，收集固體成分；(3) 光電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建：將步驟(2)收集的固體分散到水中，得到濃度為2-5mg/mL的溶液，取5-10 μL所得溶液滴加到聚二烯丙基二甲基氯化銨修飾的電極表面，干燥后浸入到含30 mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和20 mg N-羥基琥珀酰亞胺的水溶液中，40 分鐘后，用10 mM、pH 7.4的Tris-HCl緩沖液淋洗后，將10 μL 濃度為2 -5 μM的帶有氨基的捕獲探針cDNA滴加到電極表面在4℃放置一夜；1 mM乙醇胺封閉1小時用Tris-HCl緩沖液清洗；(4) 將發(fā)夾結(jié)構(gòu)的核酸與激元金屬納米結(jié)構(gòu)溶膠混合偶聯(lián)，形成DNA-激元金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合物核酸探針pDNA；(5) 將pDNA與待測目標物tDNA、DNA剪切酶和緩沖液混合1-2小時，期間，pDNA與tDNA特異性地雜交從而打開發(fā)夾結(jié)構(gòu)，在DNA剪切酶的作用下，剪切部分DNA序列，剩下一段結(jié)合有激元金屬納米結(jié)構(gòu)的單鏈核酸殘余片段rDNA，同時釋放出tDNA繼續(xù)參與下一輪循環(huán)反應(yīng)，最終產(chǎn)生大量的結(jié)合有激元金屬納米結(jié)構(gòu)的rDNA；(6) 將步驟(5)所得溶液80℃熱處理10分鐘使酶失活，自然冷卻至室溫，將所得溶液滴入到步驟（3）處理后的修飾電極上，孵育0.5-1小時后，用PBS緩沖液淋洗，在激發(fā)光照射下，檢測光電流信號，實現(xiàn)對待測目標物tDNA的靈敏檢測；上述 pDNA的核酸序列為5'-(CH₂)₆-SH-AAAGGAGAATGGGAAAAAAAAAAAAAACCCATTCTCCCAGTTGATT-3'，tDNA的核酸序列為5'-AATCAACTGGGAGAATGTAACT-3'，cDNA的核酸序列為5'-CATTCTCCTTAAAAAAAA-NH₂-(CH₂)₆-3'，DNA剪切酶為核酸外切酶III；或pDNA的核酸序列為5'-phosphorylate-AGAGTTCAAAAGCCCTTCGAGGGAGTGAAGTGTGAGAAGGGCTTTTGTTAGGG-(CH₂)₆-SH-3'，tDNA的核酸序列為5'-GAAGGGCTTTTGAACTCT-3'，cDNA的核酸序列為5'-(CH₂)₆-NH₂-CCCTAACAAAAG-3'，DNA剪切酶為λ核酸外切酶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：步驟(1)所述的缺陷型二氧化鈦，其帶隙能大于2.5 eV，發(fā)射波長大于450 nm，三維尺寸小于50 nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：步驟(4)所述發(fā)夾結(jié)構(gòu)的核酸，其莖部一末端含有巰基或氨基能以共價鍵方式結(jié)合激元金屬納米結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：步驟(4)所述的核酸探針pDNA能夠被tDNA打開形成一端為平末端或凹陷末端的雙鏈結(jié)構(gòu)，而另一端為結(jié)合了激元金屬納米結(jié)構(gòu)的凸出末端單鏈結(jié)構(gòu)，且不受捕獲探針的影響。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：步驟(4)所述的激元金屬納米結(jié)構(gòu)包括納米金、納米銀和納米銅中的任意一種，其三維尺寸均小于60 nm，在450-650 nm可見光范圍內(nèi)能夠有效的產(chǎn)生局域表面等離子體共振。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：步驟(6)所述的激發(fā)光是一種波長為460-620 nm的單色光或復(fù)合光。