[发明专利]一种功能核酸纳米杆与功能核酸纳米花的制备及形貌转换方法

说明书

本发明公开了一种功能核酸纳米杆与功能核酸纳米花的制备及形貌转换方法。以PCR反应处于指数扩增期的扩增子为模板可以制备得到双链的功能核酸纳米杆，且通过焦磷酸根的调控可以实现从功能核酸纳米杆到功能核酸纳米花的形貌转换；以PCR反应处于平台期的扩增子为模板可以制备得到双链的功能核酸纳米花，通过纯化去除焦磷酸镁可以实现从功能核酸纳米花到功能核酸纳米杆的形貌转换。本发明制备的双链功能核酸纳米材料，其成本低廉、制备方法简单，非常适用于不同形貌纳米材料的商业化制备与应用。

技术领域

本发明涉及生物纳米材料领域，具体涉及一种功能核酸纳米杆与功能核酸纳米花的制备及形貌转换方法。

背景技术

纳米科技是21世纪科技领域的三大热点之一，是信息技术和生命科学等学科进一步发展的共同基础。纳米材料通常是指材料结构中至少有一个维度在1-100 nm之间。自从碳纳米管问世后，在全球范围内掀起了一场研究纳米材料的热潮。之所以能在最近十几年间激起全世界材料科学界广泛的研究兴趣，不仅是因为其独特且迷人的性能，而且这些特性随着纳米材料的尺寸和形貌的变化而发生变化。如在半导体材料中由于电子跃迁，产生于块体材料不同的特性；金纳米颗粒可以呈现等离激元效应，在拉曼增强领域应用广泛；过渡金属颗粒，随着尺寸的减小，颗粒的比表面积增大，在催化领域大有作为。因此，合成不同尺寸和形貌的纳米材料，已经成为纳米领域的研究热点。

功能核酸参与的纳米结构组装更是创造了大量的二维和三维纳米结构，其大小、形状和空间构象都得到了精确的控制。这些纳米结构能够应用于单分子水平化学反应的监测、酶级联激活和光子探测等领域。并且，纳米结构也能通过刺激响应的方式搭载和控制释放生物活性药物，用于疾病治疗。

综上，鉴于核酸技术和纳米科学技术的快速发展，核酸嵌入式纳米材料因其独特的结构特性及功能特性展现出了诸多优势，并且这些特性随着纳米材料的尺寸和形貌的变化而发生变化，对众多领域具有独特意义。本发明加法一种功能核酸纳米杆与功能核酸纳米花的制备及形貌转换方法，以PCR反应处于指数扩增期的扩增子为模板可以制备得到双链的功能核酸纳米杆，而且通过焦磷酸根的调控可以实现从功能核酸纳米杆到功能核酸纳米花的形貌转换；以PCR反应处于平台期的扩增子为模板可以制备得到双链的功能核酸纳米花，通过纯化去除焦磷酸镁可以实现从功能核酸纳米花到功能核酸纳米杆的形貌转换。本发明制备的双链功能核酸纳米材料，其成本低廉、制备方法简单，非常适用于不同形貌纳米材料的商业化制备与应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种双链功能核酸纳米杆与功能核酸纳米花的制备及形貌转换的方法。

第一方面，涉及一种功能核酸纳米杆的制备方法，以PCR扩增子为模板，在20~40℃环境中孵育15h以上，进行双链核酸纳米杆的组装，随后加入去离子水离心、洗涤2~4次后，制备生成双链功能核酸纳米杆；

所述PCR扩增子是PCR反应指数扩增期的扩增子，所述指数扩增期是指通过PCR扩增的10~20个循环；

优选地，PCR反应是以沙门氏菌基因组为模板，在上游引物1和下游引物1存在的条件下进行PCR扩增；

其中上游引物1为5’-GTGAAATTATCGCCACGTTCGGGCAA-3’，如SEQ ID NO.1所示；

其中下游引物1为5’-TCATCGCACCGTCAAAGGAACC-3’，如SEQ ID NO.2所示；

其中PCR扩增的50μL体系为：1μL基因组模板，0.025 U/μL rTaq DNA 聚合酶, 0.4μM上游引物和0.4 μM下游引物，250 μM dNTPs, 5 μL 10×PCR Buffer (Mg²⁺ plus)，38.5μL ddH₂O;

其中PCR扩增的反应程序为：95℃ 5min，95℃ 1min，58℃ 1min，72℃ 1min，15个循环，72℃ 10min，4℃降温；