[發明專利]一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計及其制備方法

有效

• 申請號: 201710810329.8
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107576418B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 穆麗璇;卜聰聰;師文生
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G01K11/16
• 分類號: G01K11/16;C09K11/06
• 代理公司: 11257 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計，所述的熒光納米溫度計包括銀納米簇、溫敏性發夾結構DNA序列和富鳥嘌呤DNA序列；其中，所述銀納米簇和富鳥嘌呤DNA序列分別連接在溫敏性發夾結構DNA序列的兩端。本發明進一步公開了上述熒光納米溫度計的制備方法。本發明熒光納米溫度計避免了傳統溫度計熒光分子修飾的發夾結構溫度計細胞毒性、易漂白、難制備以及靈敏度受能量轉移效率的限制等缺點，同時增強了銀納米簇的溫敏性，具有很好的發展前景。

技術領域

本發明涉及納米溫度計領域。更具體地，涉及一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計及其制備方法。

背景技術

溫度作為一個在細胞環境中十分重要的熱力學參數，影響著其中的化學反應平衡以及核酸和蛋白質的物理狀態。所以準確測量微小體系的溫度，對從細胞水平認知生命過程具有重要意義。

DNA發夾結構具有溫敏性。在較低溫度時DNA發夾結構折疊，而在高溫下，折疊的DNA發夾結構會打開。利用DNA發夾結構這種溫敏的性質，并進一步在發夾結構的兩端分別連接熒光分子和淬滅分子，就形成了基于能量轉移的熒光納米溫度計。其靈敏區間與Tm(熔化溫度)有關。然而，這種發夾結構溫度計存在一些不可避免缺點，例如：細胞毒性、易漂白、難制備等。此外，其靈敏度受能量轉移效率的限制。

因此，需要提供一種熒光納米溫度計，以克服以上缺點。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計，可用于微小體系溫度的檢測。

本發明的另一個目的在于提供一種上述熒光納米溫度計的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明提供了一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計，所述的熒光納米溫度計包括銀納米簇、溫敏性發夾結構DNA序列和富鳥嘌呤DNA序列；其中，所述銀納米簇和富鳥嘌呤DNA序列分別連接在溫敏性發夾結構DNA序列的兩端。

優選的，所述銀納米簇是以CCCTTAATCCCC(如SEQ ID No.1所示)為DNA模板合成。

優選的，所述溫敏性發夾結構DNA序列是根據所需的響應范圍進行設計，例如可以為ATCATAATTATTGTTTTTTTTTTTTTTTACTATTTTTTTGAT(如SEQ ID No.2示)，ATCTAATCATTATTGTTTTTTTTTTTTTTTACTATTATGTTTAGAT(如SEQ ID No.3示)，或ATATACATTTGTTTTTTTTTTTTACATATGTATAT(如SEQ ID No.4)。

優選的，所述富鳥嘌呤DNA序列為GGGTGGGGTGGGGTGGGG(如SEQ ID No.5示)。

本發明還提供了一種以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計的制備方法，包括以下步驟：

1)根據測試溫度范圍需求設計并合成特定DNA序列：

所述特定DNA序列的中間段為溫敏性發夾結構DNA序列，其兩端分別為用于合成銀納米簇的DNA模板序列和富鳥嘌呤DNA序列；

2)在特定DNA序列合成銀納米簇：將特定DNA序列和硝酸銀加入到緩沖液中，震蕩，冰浴20min-30min，之后加入硼氫化鈉，震蕩，冰浴1-1.5h，即得。

優選的，所述特定DNA序列和硝酸銀的物質的量比為1:6-7。

優選的，所述硝酸銀與硼氫化鈉的物質的量比為1:1-1.2。

優選的，所述緩沖液為10mM，pH 7.0的磷酸緩沖液。

進一步，本發明以DNA納米結構為基礎的熒光納米溫度計在熒光光譜上進行測試，激發波長為580nm，發射波長為636nm。