[发明专利]一种磁性双功能纳米探针及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种磁性双功能纳米探针及其制备方法和应用。本申请合成的双功能纳米探针是以羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子作为纳米载体，同时固定萘啶衍生物和二茂铁衍生物。其中萘啶衍生物能够识别CGG三核苷酸重复序列，二茂铁衍生物具有电化学活性，因此上述双功能纳米探针同时具备核酸识别功能和电化学活性，可应用于电化学传感器的构建识别CGG三核苷酸重复序列。

技术领域

本申请涉及一种磁性双功能纳米探针及其制备方法和应用，属于化学检测及生物技术领域。

背景技术

随着现代基因技术的快速发展，研究人员发现许多人类疾病与核酸分子中的碱基序列变化、折叠、以及它们在表达数量、表达位置和修饰状态上发生的变化密切相关。致病基因内三核苷酸重复序列(如CGG,CAG,CTG和GAA)的不稳定异常增多而导致的遗传病称作三核苷酸重复序列动态突变性遗传疾病。例如在FMR1基因的5'-非翻译区存在的CGG三核苷酸重复序列与脆性X综合症相关，GAA三核苷酸重复序列突变引起了弗里德赖希共济失调，CAG三核苷酸重复序列的异常增加导致了亨廷顿舞蹈疾病，因此对三核苷酸重复序列的识别和检测一直是研究人员面临的严峻挑战。目前，常用的三核苷酸重复序列的检测方法有：聚合酶链式反应，重复扩增检测，DNA印记，纳米技术，蛋白质印记，琼脂糖凝胶电泳技术等。近年来DNA生物传感器发展迅速，鉴于该方法的优越性，如快速灵敏、免标记、低成本、易操作、高效选择性和无污染等，因此它们被广泛应用于疾病标记、DNA损伤、碱基识别以及功能性适体核酸等，是生命科学研究的前沿热门领域。纳米材料(如金纳米粒子，磁性纳米粒子，量子点等)常常作为捕获探针、信号分子、目标标记物或者电极载体等在电化学检测体系中发挥着重要的作用。相比传统的电化学材料，纳米材料拥有优异的生物相容性，高的结合位点和信号强度，其中磁性纳米粒子由于其易分离，无毒和高的生物相容性有着广泛的应用。电活性物质(如二茂铁，亚甲基蓝和三氯化六氨合钌等)、纳米粒子以及量子点标记的核酸都被用来提供电化学信号。目前大多数电化学核酸传感器是建立在DNA杂交基础上的，所以我们把磁性纳米粒子、二茂铁衍生物与前期研究的核酸识别分子结合起来，设计合成了一种新型磁性双功能纳米探针，并将其应用于电化学传感器中检测CGG三核苷酸重复序列，为与CGG三核苷酸重复酸序列相关的神经性疾病的早期诊断和治疗提供了一种可行性方案。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种磁性双功能纳米探针。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种磁性双功能纳米探针，其特征在于，所述探针以以羧基化Fe3O4磁性纳米粒子作为纳米载体，同时固定萘啶衍生物和二茂铁衍生物；同时具有两种作用：一是表面的修饰的二茂铁提供电信号；二是表面修饰的萘啶衍生物具有识别核酸序列的功能。

一种磁性双功能纳米探针，所述磁性双功能纳米探针按照以下方法制备：

将羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子分散到PBS缓冲溶液中，同时加入萘啶衍生物溶液和二茂铁衍生物溶液，在25～37℃下超声反应1～1.5h，得到反应后的溶液；

将所述的反应后溶液进行磁分离，得到下层的磁性纳米粒子，再用PBS缓冲溶液洗涤，之后分散到PBS缓冲溶液中，得到所述的磁性双功能纳米探针。

优选地，所述的羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子，按照如下方法得到：

将羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子粗品分散在水中，得到羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子的悬浮液；取出所述悬浮液加入到MES缓冲溶液中，同时加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在超声条件下进行反应得到反应后的溶液；将反应后的溶液进行磁分离和洗涤得到所述的羧基化Fe₃O₄磁性纳米粒子。