[发明专利]一种用于细胞表面分子成像的荧光探针及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种以双链DNA分子为骨架的用于细胞表面分子成像的荧光探针及其合成方法。

背景技术

在生物技术领域中，荧光成像或免疫荧光成像是探测细胞表面特异分子的分布和表达情况的一种广泛使用的研究方法，该方法通常使用荧光探针实现。而所用的荧光探针通过生物素-亲和素、抗原-抗体或配体-受体等相互作用来实现对细胞表面分子的特异性识别或结合，再通过直接共价藕联于生物素、亲和素、抗体、配体等分子上的荧光染料分子来实现荧光成像。

在当前技术条件下，荧光染料分子与生物素、亲和素、抗体、配体等分子的直接共价藕联具有一定的技术难度，一般是具有化学研究背景的专业研究人员才能实现，而对于具有生物技术背景的研究人员来说很难在实验室自行合成，就只能购买商品化的荧光探针产品，而这些商品既价格昂贵又无法长期保存，液体状态下的荧光探针只能在-20℃下保存一年甚至更短的时间。此外，因为荧光染料分子与生物素、亲和素、抗体、配体等分子之间是直接共价藕联的，所以会导致需要更换荧光染料分子颜色时，就得重新购买一种荧光探针，会使得实验成本进一步增加。

现有的DNA荧光探针大量应用于基因芯片等技术中，主要是将共价或非共价藕联荧光染料分子的单链DNA分子共价藕联于固体基底(芯片)上，通过碱基互补配对的原理来检测样品中基因或mRNA等的存在或含量情况。而将双链DNA荧光探针应用于细胞表面特异分子的荧光成像目前还未见报道。

发明内容

本发明为克服上述的技术问题，提供一种用于细胞表面分子成像的荧光探针及其合成方法，该荧光探针以双链DNA分子为骨架，可有效的识别或结合细胞表面的特异性分子，并且其使用方便，结构稳定，成本低廉。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于细胞表面分子成像的荧光探针及其合成方法，所述荧光探针包括双链DNA分子、可特异性结合细胞表面待测分子的分子或分子复合物和荧光染料分子。

所述双链DNA分子呈线性且作为整个荧光探针的骨架；所述可特异性结合细胞表面待测分子的分子或分子复合物共价藕联于所述双链DNA分子一端；所述荧光染料分子共价藕联于所述双链DNA分子的另一端或非共价藕联于整个DNA双链的沟槽或表面。

所述的双链DNA分子，通过PCR反应体系来进行合成和扩增；所述双链DNA分子模板根据拟合成的双链DNA分子的所需长度进行选择，其可为基因组DNA或基因的cDNA；所述基因来源于原核细胞或真核细胞。

对于不同的所述可特异性结合细胞表面待测分子的分子或分子复合物，其藕联双链DNA分子的过程不同；当采用生物素-亲和素(biotin-streptavidin)反应来作为细胞表面分子特异性体系时，通过预先藕联生物素(biotin)引物于双链DNA分子的反应系统中，实现二者的藕联；当采用抗原-抗体(antigen-antibody)反应来作为细胞表面分子特异性体系时，在双链DNA分子合成完成后，再于其上藕联相应抗体。

根据所述荧光染料分子与所述双链DNA分子的相互作用方式，所述荧光染料分子装载过程不同；当采用需共价藕联的荧光染料分子时，通过预先藕联了荧光染料分子引物于双链DNA分子的反应系统中，实现二者的藕联；当采用需非共价藕联的荧光染料分子时，可在进行细胞荧光染色之前装载到特异性分子藕联的双链DNA上，或在特异性分子或分子复合物藕联的双链DNA分子特异性结合到细胞表面后再进行添加。

本发明所述的荧光探针种类不同，其应用于细胞表面分子荧光成像的方法也有区别；当选用生物素藕联双链DNA荧光探针时，需先用固定剂固定细胞，添加生物素藕联的分子或抗体，再将其与亲和素共孵育，最后添加生物素藕联双链DNA荧光探针，用荧光显微镜或荧光共聚焦显微镜成像；当选用抗体藕联双链DNA荧光探针，需先用固定剂固定细胞，添加抗体藕联双链DNA荧光探针，用荧光显微镜或荧光共聚焦显微镜成像。

本发明的有益效果在于：

(1)双链DNA分子的合成及其与生物素、亲和素、抗体、配体等分子的共价藕联过程是生物学背景的研究人员能够自行操作、生物学实验室能够自行合成的，可免去购买商品化产品的费用，降低研究成本；

(2)双链DNA分子作为骨架，可以以共价或非共价的方式藕联荧光染料分子；当两者是通过非共价藕联时，可更换荧光染料分子，更换荧光颜色，无须更换整个染料分子-双链DNA分子复合物，降低研究成本；