[發明專利]一種用于檢測外泌體的DNA分子機器

有效

• 申請號: 202010655609.8
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111781180B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 蘇高星;于艷艷
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C12Q1/6823
• 分類號: C12Q1/6823
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

本發明提供一種用于檢測外泌體的DNA分子機器，由特征Substrate鏈和Aptamer鎖定的Motor鏈結合在金納米粒子(GNP)表面構成，用于熒光檢測外泌體中的特異性生物標記物，進而確定外泌體的濃度。本發明通過外泌體膜上的CD63蛋白與DNA分子機器上用于鎖定Motor鏈的CD63 aptamer的特異性識別，從而解除Motor鏈的鎖定，Motor鏈和Substrate鏈結合，可被限制性內切酶切斷Substrate鏈，使DNA分子機器開始運行，并釋放熒光分子。本發明提供的DNA分子機器具有高特異性和靈敏性，并且成本低廉；CD63 aptamer也可被替換成其他特異性生物標志物的適配體，擴大了DNA分子機器的檢測范圍。

技術領域

本發明屬于生物技術及醫學診斷領域，具體涉及一種基于金納米粒子(GNP)的用于檢測外泌體的DNA分子機器。

背景技術

癌癥是一種極其危險的疾病，可以說晚期癌癥和死亡只有一步之遙。其實在癌癥初期，癌癥對人體的危害不大，但是腫瘤細胞能夠釋放某些物質，誘導血管新生；一旦產生血管，腫瘤就開始以驚人的速度生長和轉移，最終造成死亡，因此癌癥檢測與診斷至關重要。

目前常用的癌癥診斷方法有電腦斷層掃描(CT)、正電子發射計算機斷層掃描(PET)、B超檢查、磁共振成像(MRI)和組織活檢等，這些已應用于癌癥診斷的方法，存在著諸如高能射線源對組織造成不可逆轉的破壞、易受人為因素干擾、適用范圍少、價格昂貴、不能早期篩查、有創傷或危險性較大等缺點。

外泌體作為腫瘤標記物用于癌癥診斷的價值已經突顯出來。外泌體是大多數細胞(包括腫瘤細胞)分泌的50-150nm細胞外囊泡。腫瘤細胞分泌的外泌體攜帶了大量來自親代細胞的DNA、RNA、蛋白質等遺傳物質，并參與諸如細胞間通訊、信號轉導、遺傳物質運輸和免疫反應等生物學功能。近年來多數研究表明，外泌體與腫瘤的進展、血管生成和轉移密切相關，因此它們作為潛在的腫瘤標志物和預后因素具有重要作用，為腫瘤檢測的發展提供了強有力的非侵入性方法。目前較為常見檢測外泌體表面標記物或內容物的技術有免疫印跡、質譜和流式細胞術。由于蛋白不能擴增，很多重要的低濃度度蛋白無法通過現有檢測手段檢出，蛋白檢測需要寄希望于高敏感檢測方法研發。

通過查閱文獻得知有一種合成的DNA分子機器可以模擬蛋白質馬達的功能，并且沃森-克里克堿基配對的顯著特異性和可預測性使DNA成為構建合成的分子機器系統一大熱門材料。但是DNA分子機器的特異性響應及自主供能等仍存在諸多限制。因此，設計一種操作簡便，檢測靈敏，成本低廉的DNA分子機器迫在眉睫。

發明內容

本發明要解決的技術問題是構建一種可檢測外泌體濃度的DNA分子機器，具有高特異性和靈敏性，并且成本低廉。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種用于檢測外泌體的DNA分子機器，由特征Substrate鏈和Aptamer鎖定的Motor鏈結合在GNP表面構成。

其中，Substrate鏈一端為巰基(-SH)，另一端為熒光素(FAM)。

其中，Substrate鏈特征序列為5’→3’：

FAM-CACCTCAGCACTTTTTTTTTTTTTT-SH。

其中，Motor鏈的特征序列為5’→3’：

GTGCTGAGGTGTAGCATTAGTGTCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-SH。

其中，GNP的尺寸為13～25nm。

其中，Substrate鏈和Motor鏈在GNP表面的比例為5:1～50:1。

其中，DNA分子運行能量來自于限制性內切酶Nt.BbvCI對特異性序列的切割。