[發(fā)明專利]三嵌段納米金的構(gòu)建及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810240763.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110297083A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宓現(xiàn)強;王璐;王晨光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海高等研究院;中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;G01N33/533;G01N33/532;G01N33/573
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 劉紅梅

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Poly A介導(dǎo)的可調(diào)控納米金探針的構(gòu)建及其應(yīng)用。所述Poly A介導(dǎo)的可調(diào)控的納米金探針，包括納米金顆粒，三嵌段DNA，報告序列和兩個不同的熒光基團。所述三嵌段DNA包含Poly A和兩段識別序列，Poly A用于與納米金表面結(jié)合，兩段識別序列可以用于不同的生物分子識別。所述的報告序列修飾所述的熒光基團。所述熒光基團淬滅在納米金表面。與本發(fā)明首次在Poly A兩端連接識別序列，并且通過組裝探針實現(xiàn)兩種分子的檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Poly A介導(dǎo)的可調(diào)控納米金探針的構(gòu)建及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

核酸適配體(aptamer)是利用SELEX技術(shù)，在體外人工篩選的一段短的寡核苷酸序列。從理論上而言，任何靶物質(zhì)，包括蛋白及各種小分子甚至是細胞都能篩選出與之對應(yīng)的核酸適配體。目前，較常用的且成熟的核酸適配體有凝血配aptamer,鉀離子aptamer，ATPaptamer,可卡因aptamer等。納米金是指金的微小顆粒，尺寸在1nm～100nm之間，在水溶液中以膠體形式存在。納米金具有獨特的光學(xué)性質(zhì)，作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的受體，納米金吸收來自熒光分子的能量并且產(chǎn)生發(fā)射光。當(dāng)發(fā)射光與納米金顆粒表面氫離子帶疊加時，熒光淬滅。納米金的FRET效應(yīng)可以用于構(gòu)建眾多基于熒光信號檢測的球形核苷酸探針。基于高速發(fā)展的DNA納米技術(shù)和納米金的優(yōu)良光學(xué)性質(zhì)，DNA-納米金結(jié)合產(chǎn)物用于生物檢測受到廣泛應(yīng)用。

目前常見的探針設(shè)計策略通常是使用巰基將DNA序列組裝在納米金表面，這種組裝方法存在著探針密度過高、探針空間位阻大且存在非特異性吸附等問題。另外，巰基修飾的DNA成本很高。隨后，改進的策略使用多聚腺苷酸(polyA)用于探針組裝。這種方法克服了巰基組裝探針存在的弊端，能夠防止探針特異性吸附和實現(xiàn)空間密度調(diào)控。然而，上述的探針設(shè)計策略僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)一種識別序列的組裝，并不能使用兩種生物分子同時檢測。而使用多種探針對樣品進行檢測需要多次重復(fù)工作。因此，我們很有必要設(shè)計一種可以同時識別兩種生物分子的DNA，提高檢測效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，構(gòu)建一種可同時組裝兩個aptamer的生物探針，提高實際樣本中的檢測效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

為了解決上述問題，我們設(shè)計了一種以納米金為核心的三嵌段DNA納米金探針。所述的三嵌段包括一段多聚腺苷酸(polyA)序列用于DNA探針的組裝，在所述的polyA序列的兩端連接兩種核酸適配體驗(aptamer)用于兩種不同的生物分子檢測。另外，我們還根據(jù)不同核酸適配體設(shè)計了兩段帶有熒光標(biāo)記的報告序列與aptamer序列雜交。雜交后的三嵌段組裝在納米金表面，納米金與熒光分子發(fā)生能量共振轉(zhuǎn)移現(xiàn)象導(dǎo)致熒光淬滅。當(dāng)體系中加入目標(biāo)分子時，特異性的aptamer能夠識別并且與目標(biāo)分子發(fā)生反應(yīng)。aptamer構(gòu)象發(fā)生變化后不再與報告序列發(fā)生雜交。FRET具有對于距離的敏感性，報告分子從識別序列上取代下來，導(dǎo)致熒光分子和納米金顆粒表面的距離變遠，F(xiàn)RET現(xiàn)象減弱甚至消失，熒光恢復(fù)。基于不同熒光信號的強度，我們可以獲得相應(yīng)目標(biāo)分子的濃度。在此我們以ATP和K+為例證明三嵌段用于可用于兩種生物分子同時檢測。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明的第一方面提供了一種納米金探針，包括納米金顆粒以及連接在所述納米金顆粒上的三嵌段DNA探針。所述三嵌段DNA探針包括三條DNA鏈，所述第一條DNA鏈包括5’-3’依次排列的第一區(qū)段，第二區(qū)段和第三區(qū)段；所述第一區(qū)段和所述第二條鏈互補，所述第二區(qū)段為多聚腺苷酸區(qū)段，所述第三區(qū)段與第三條鏈互補；所述第二條鏈和所述第三條鏈分別為不同的熒光分子標(biāo)記的不同目標(biāo)分子的aptamer。