[发明专利]基于金属-DNA配位的杂化纳米球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于金属‑DNA配位的杂化纳米球及其制备方法与应用。本发明杂化纳米球NWs的制备方法，包括：1)设计并合成能够特异性识别靶标microRNA的两个HCR发夹探针，记为探针H1、探针H2；2)将所述探针H1和所述探针H2在HEPES缓冲液中分别进行退火；3)将步骤2)中退火后的探针H1和探针H2的HEPES缓冲液分别用水稀释，然后混合得到混合体系，将所述混合体系与含Zn离子的溶液经涡旋混合，得到混合物，将其静置后离心，收集沉淀物即得到杂化纳米球NWs。该方法构建的基于金属‑DNA配位的高效靶向递送平台，提供了广泛适用的方法用于细胞内低丰度核酸的可视化检测和基因表达水平的评估，表明其作为纳米载体在生物学研究和疾病诊断领域具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及基于金属-DNA配位的杂化纳米球及其制备方法与应用，具体涉及一种基于金属-DNA配位的杂化纳米球及其制备方法和其在原位杂交检测microRNA方面的应用，属于生物化学领域。

背景技术

金属-配体配位化学在开发高效、功能性纳米材料用于生物传感和生物成像方面显示出巨大的潜力，为医学诊断的作用机制和靶向治疗提供了新思路。作为遗传材料，DNA分子由于其良好的生物相容性、可编程性和热力学稳定性，已成为材料科学和纳米技术领域中分子机器设计的优良底物。最近，金属-DNA配位驱动自组装被证明是合成具有特定的形态功能性DNA纳米结构的有效策略。随着功能DNA纳米材料的研究发展，细胞微环境响应型仿生纳米平台已被设计为小分子药物、生物大分子的纳米递送载体，这对于生物学研究以及疾病诊断和治疗具有重要意义。开发简单、通用的策略设计合成功能DNA纳米结构，用于细胞内生物标志物的靶向检测和成像成为精密纳米医学和药物输送系统的研究热点。

microRNA(又称miRNA)是一类大小约19-25个核苷酸(nt)的内源性非蛋白编码调控单链小分子RNA，具有高度保守性，一般来源于染色体的非编码区域，能够调节基因合成以及其他重要的生物功能，在肿瘤的早期诊断，代谢性疾病筛查，基因调控等方面都有着重要的作用。但由于miRNA序列短，同源序列间相似度高以及表达量少，致使单个细胞中miRNA原位成像及精准检测面临挑战。目前，无酶扩增策略，特别是杂交链式反应(HCR)，由于其操作简单、扩增效率高、无需酶介导等优点，已广泛用于细胞内多种分析物检测。因此，利用HCR恒温无酶扩增策略将可编程的DNA自组装和细胞内扩增检测有效结合，实现细胞内基因传递和目标miRNA原位成像对于拓展DNA纳米材料在生化分析领域的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于金属-DNA配位的杂化纳米球及其制备方法与应用，具体提供一种基于金属-DNA配位的杂化纳米球及其制备方法和其在原位杂交检测microRNA方面的应用。

第一方面，本发明要求保护一种基于金属-DNA配位的杂化纳米球的制备方法。

本发明所要求保护的基于金属-DNA配位的杂化纳米球(英文名称为nano-wireballs，简称NWs)的制备方法，可包括如下步骤：1)设计并合成能够特异性识别靶标miRNA-21的两个HCR发夹探针，记为探针H1、探针H2；

2)将所述探针H1和所述探针H2在HEPES缓冲液中分别进行退火；

3)将步骤2)中退火后的所述探针H1和所述探针H2的HEPES缓冲液分别用水稀释，然后混合得到混合体系，将所述混合体系与含Zn离子的溶液经涡旋混合，得到混合物，将其静置后离心，收集沉淀物即得到杂化纳米球NWs。

进一步地，所述HEPES缓冲液浓度可为10mM，通过HEPES溶解于100mM NaCl和20mMMgCl₂配制而成，其pH值可为7.2。

进一步地，所述探针H1和所述探针H2在所述HEPES缓冲液中浓度均可为10μM。