[發明專利]以DNA為模板的磁性熒光共聚物納米探針及應用

有效

• 申請號: 201810054708.3
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108254346B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 馬楠;李智
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C09K11/06
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞;楊慧林

本發明涉及一種以DNA為模板的磁性熒光共聚物納米探針，包括線性的模板DNA鏈，所述模板DNA鏈上依靠識別DNA序列分別與具有超順磁性質的磁納米顆粒、具有熒光性質的量子點納米顆粒以及能夠特異性識別腫瘤細胞的DNA或RNA適配體相連接，且所述磁納米顆粒或量子點納米顆粒與DNA或RNA適配體交替連接在所述模板DNA鏈上。本發明還公開了上述磁性熒光共聚物納米探針作為識別循環腫瘤細胞制劑中的應用。本發明的納米探針能夠放大磁信號、熒光信號，對腫瘤細胞具有較高的特異性選擇，對正常血細胞有較低的非特異性吸附。

技術領域

本發明涉及納米生物材料技術領域，尤其涉及一種以DNA為模板的磁性熒光共聚物納米探針及應用。

背景技術

循環腫瘤細胞(CTC)在腫瘤轉移中居于重要地位，而90％的腫瘤引起的死亡是由于腫瘤轉移導致的。因此，早期診斷和治療以防止原發性腫瘤的擴散轉移，在減少死亡率上起著重要的作用。循環腫瘤細胞在癌癥早期階段就存在患者外周血中，因此它可以作為癌癥的診斷和治療的重要生物指標。然而，目前存在的最大的困難是與血液中的正常細胞相比循環腫瘤細胞的數量極其稀少，通常腫瘤患者的血液中循環腫瘤細胞的濃度只有1-3000個/毫升，而紅細胞的濃度10⁹個/毫升，白細胞的濃度10⁷個/毫升。為了捕獲循環腫瘤細胞，已經發展了一系列的分離富集技術，主要可以分為兩大類：第一類物理分離方法，如利用腫瘤細胞與正常血細胞的尺寸差異，密度差異，形態差異等實現細胞的分離富集；第二類，親和力方法，如利用抗體或適配體特異性捕獲腫瘤細胞，實現細胞的分離富集。

在以上方法中，免疫磁分離技術因為操作簡單，細胞捕獲效率高而得到廣泛應用。傳統的免疫磁分離技術在尺寸較大的磁珠表面修飾抗體，對循環腫瘤細胞進行捕獲。但是大尺寸的磁珠在血液中會團聚或沉淀，從而影響分離效率。Wang等(Biomaterials 2011,32,9758)報道了一種利用尺寸為30nm的磁納米顆粒，表面修飾抗體，實現了對腫瘤細胞高效率的分離。但是該方法使用抗體來捕獲循環腫瘤細胞，所以檢測成本很高。Kim等(small2015,11,2536)先在量子點表面修飾抗體對腫瘤細胞進行識別，然后加入二抗修飾的磁納米，結合到量子點表面，與直接使用抗體修飾的磁納米相比，大大提高了腫瘤細胞的捕獲效率。但是該方法使用抗體來捕獲循環腫瘤細胞，所以檢測成本高，而且該方法捕獲純度較低，只有18％-23％。CellSearch系統是美國食品藥品監督管理局(FDA)唯一批準的循環腫瘤細胞檢測系統，利用在磁納米核心周圍的聚合物層上涂覆有針對EpCAM的抗體，來捕獲血液中所有表達EpCAM抗原的細胞。在免疫磁體完成了捕獲并富集之后，對細胞進行通透，添加熒光試劑以識別并計數循環腫瘤細胞。CellSearch系統雖然具有較高的捕獲效率及較好的重復性，但是也存在一些缺點：儀器設備價格昂貴；因為使用抗體來捕獲循環腫瘤細胞，所以檢測成本高；循環腫瘤細胞的捕獲純度非常低；檢測需要對細胞進行通透，使得捕獲細胞失去活性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種以DNA為模板的磁性熒光共聚物納米探針及應用，本發明的納米探針磁信號、熒光信號強，同時對腫瘤細胞具有較高的特異性選擇，對正常血細胞有較低的非特異性吸附。

在一方面，本發明提供了一種以DNA為模板的磁性熒光共聚物納米探針，包括線性的模板DNA鏈，模板DNA鏈上依靠識別DNA序列分別與具有超順磁性質的磁納米顆粒、具有熒光性質的量子點納米顆粒以及能夠特異性識別腫瘤細胞的DNA或RNA適配體相連接，且磁納米顆粒或量子點納米顆粒與DNA或RNA適配體交替連接在模板DNA鏈上。

進一步地，模板DNA鏈具有三種重復單元的識別DNA序列且三種識別DNA序列交替出現。

進一步地，磁納米顆粒、量子點納米顆粒和DNA或RNA適配體上均連接有與所述識別DNA序列互補的堿基序列。

進一步地，量子點納米顆粒由Ⅱ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅵ族、Ⅰ-Ⅵ族、Ⅱ-Ⅴ族、Ⅲ-Ⅴ族元素組成。