荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法技术

本发明专利技术涉及一种精准定量DNA折纸结构完整程度的方法，包括DNA三角形折纸结构的合成和荧光光谱定量DNA三角折纸随离子浓度变化而产生的结构变化。具体涉及以Eva Green荧光染料为定量试剂，通过荧光强度，精确定量DNA三角折纸结构在环境改变时，结构的完整程度。本发明专利技术属于纳米生物材料和生物检测领域。本发明专利技术的优点在于：提出了一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法；该定量方法精确、简便、易于评估操作，可以满足未来DNA纳米折纸结构应用的需求。

Method of accurate quantitative quantitative DNA origami structure

The invention relates to a precise and quantitative DNA folding structure completeness method, including the synthesis of DNA triangle folded paper structure and the structural change produced by fluorescence spectrum quantitative DNA triangle folding paper with the change of ionic concentration. In particular to Eva Green for quantitative fluorescent dye reagent by fluorescence intensity, accurate quantitative DNA triangle origami structure changes in the environment, the complete degree of structure. The invention belongs to the field of nanoscale biomaterials and biological detection. The advantage of the invention is that a method of fluorescence accurate quantitative DNA folding structure integrity is put forward. The quantitative method is accurate, simple and easy to evaluate, and it can meet the needs of future DNA nanofolding structure applications.

【技术实现步骤摘要】
荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法
本专利技术涉及一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法，具体涉及以EvaGreen荧光染料为定量试剂，通过荧光强度，精确定量DNA三角折纸结构在环境改变时，结构的完整程度。本专利技术属于纳米生物材料和生物检测领域。
技术介绍
DNA折纸结构由于其结构精确可控，易于修饰，具备良好的生物相容性，而受到了广泛的关注。近年来研究发现DNA双螺旋具有导电性，pH响应性等特殊性质，DNA双螺旋可以通过碱基互补配对原则将结构尺寸精度控制在埃量级（10-10），其3’、5’端易于修饰各种化学基团，同时其良好的生物相容性更是其他材料无可比拟的。这些优良性能为其用作生物芯片以及纳米器件开辟了新的可能。但是，DNA材料相比无机材料更容易受到环境的影响，尤其是应用于人体时，容易受到温度，离子浓度，以及其他杂质的干扰而发生结构变化，从而造成其本身优良性能的改变。目前，在该领域已有多项研究成果，如DNA折纸结构在血清中只能保持约20小时的稳定结构；温度升高会造成其结构解离；离子浓度升高或降低均会造成结构变化；将其暴露于紫外光照或臭氧环境也会对其结构稳定性造成影响。那么环境变化对于结构稳定性的影响究竟有多大，有诸多定性的研究，但没有一种定量的方法。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术目的在于：提供一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法。本专利技术的方法具体为：一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法，其特征在于，具体为以下步骤：（1）DNA三角形折纸结构的合成将208条订书钉链（其序列见序列表1）等量地溶解到MilliQ水中，使每条链的最终浓度为200nM；将M13mp18单链DNA（100nM）与混好的208条短链(200nM)以摩尔浓度比1：10的比例混合在1×TAE-Mg2+溶液中（三羟甲基氨基甲烷（Tris），40mM；醋酸,20mM；乙二胺四乙酸（EDTA）,2mM；醋酸镁,12.5mM；pH8.0），其中M13mp18单链DNA的最终浓度为5nM，短链最终浓度为50nM；将混好的溶液放入PCR仪中，设定反应程序95℃持续3分钟，然后缓慢降温至4℃，降温速率为0.2℃/10s；（2）荧光光谱定量DNA三角折纸随离子浓度变化而产生的结构变化将上述合成的DNA三角折纸结构置于超滤离心管中纯化，转速3000g，10分钟，离心3次，清除多余的订书钉链；将纯化好的DNA三角折纸的终浓度定为2nM，取DNA三角折纸溶液，加入20×EvaGreen，加入缓冲溶液，测量其荧光强度；控制Mg2+浓度为原缓冲液中的1/10，静置5分钟至2小时，测量其荧光强度；恢复溶液中Mg2+浓度，再次测量其荧光强度。本专利技术利用离子浓度变化造成DNA三角折纸结构的变化，采用荧光强度值精确定量该结构变化的百分比。始终保持DNA三角折纸的浓度为0.2nM，根据荧光强度的大小确定DNA折纸结构的完整程度。利用离子浓度变化造成DNA三角折纸结构的变化，采用荧光强度精确定量该结构变化的百分比。本专利技术的优点在于：本专利技术提出了一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法；该定量方法精确、简便、易于评估操作，可以满足未来DNA纳米折纸结构应用的需求。本专利技术发现了一种新的方法，即采用一种更为灵敏的DNA嵌入染料EvaGreen，利用其嵌入DNA双链即发荧光，脱离即不发荧光的原理。EvaGreen是一种相对传统染料SubGreen更为精确定量的染料，用来定量DNA三角折纸结构的完整度。相对的，SubGreen只能用作定性或较为粗糙的定量处理，无法达到精确定量的效果。本专利技术在DNA材料的应用领域具有重要价值。附图说明图1为DNA三角折纸结构变化示意图；图2为DNA三角折纸结构随离子浓度变化的荧光光谱定量图。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本专利技术的进一步说明，而不限制本专利技术的范围。DNA三角形折纸结构的合成：将208条订书钉链（其序列见序列表1-208）等量地溶解到MilliQ水中，使每条短链的最终浓度为200nM；将M13mp18单链DNA（100nM）与混好的208条短链(200nM)以摩尔浓度比1：10的比例混合在1×TAE-Mg2+溶液中（三羟甲基氨基甲烷（Tris），40mM；醋酸,20mM；乙二胺四乙酸（EDTA）,2mM；醋酸镁,12.5mM；pH8.0），其中M13mp18单链DNA的最终浓度为5nM，短链最终浓度为50nM；将混好的溶液放入PCR仪中，设定反应程序95℃持续3分钟，然后缓慢降温至4℃，降温速率为0.2℃/10s。实施例1将上述合成的DNA三角折纸结构置于超滤离心管中纯化，转速3000g，10分钟，离心3次，清除多余的订书钉链。（1）将纯化好的DNA三角折纸的终浓度定为2nM，取DNA三角折纸溶液10μl，加入20×EvaGreen5μl，加入1×TAE-Mg2+缓冲溶液85μl，测量其荧光强度，结构完整无变化（0%）；（2）控制Mg2+浓度为原缓冲液中的1/10，静置5分钟，测量其荧光强度，结构变化了28.36%；（3）恢复溶液中Mg2+浓度为1×TAE-Mg2+，再次测量其荧光强度，结构恢复至0.88%，附图2a。始终保持DNA三角折纸的浓度为0.2nM。根据荧光强度的大小确定DNA折纸结构的完整程度。实施例2将上述合成的DNA三角折纸结构置于超滤离心管中纯化，转速3000g，10分钟，离心3次，清除多余的订书钉链。（1）将纯化好的DNA三角折纸的终浓度定为2nM，取DNA三角折纸溶液10μl，加入20×EvaGreen5μl，加入1×TAE-Mg2+缓冲溶液85μl，测量其荧光强度；（2）控制Mg2+浓度为原缓冲液中的1/10，静置1小时，测量其荧光强度，结构变化了33.45%；（3）恢复溶液中Mg2+浓度为1×TAE-Mg2+，再次测量其荧光强度，结构无法恢复，因恢复溶液浓度产生扰动，造成了结构更大的破坏至37.91%，附图2b。始终保持DNA三角折纸的浓度为0.2nM。根据荧光强度的大小确定DNA折纸结构的完整程度。实施例3将上述合成的DNA三角折纸结构置于超滤离心管中纯化，转速3000g，10分钟，离心3次，清除多余的订书钉链。（1）将纯化好的DNA三角折纸的终浓度定为2nM，取DNA三角折纸溶液10μl，加入20×EvaGreen5μl，加入1×TAE-Mg2+缓冲溶液85μl，测量其荧光强度；（2）控制Mg2+浓度为原缓冲液中的1/10，静置5分钟，测量其荧光强度，结构变化33.03%；（3）加入少量Q水（10μl），观察溶液扰动对荧光强度的影响，再次测量其荧光强度，结构变化32.17%，附图2左图。始终保持DNA三角折纸的浓度为0.2nM。根据荧光强度的大小确定DNA折纸结构的完整程度。<110>上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司<120>荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法<160>208<210>1<211>32<212>DNA<213&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法，其特征在于，具体为以下步骤：（1）DNA三角形折纸结构的合成将208条订书钉链（Sequence No.1‑208）等量地溶解到MilliQ水中，使每条短链的最终浓度为200nM；将M13mp18 单链DNA（100nM）与混好的208条短链(200nM)以摩尔浓度比1：10的比例混合在1×TAE‑Mg

【技术特征摘要】
1.一种荧光精确定量DNA折纸结构完整度的方法，其特征在于，具体为以下步骤：（1）DNA三角形折纸结构的合成将208条订书钉链（SequenceNo.1-208）等量地溶解到MilliQ水中，使每条短链的最终浓度为200nM；将M13mp18单链DNA（100nM）与混好的208条短链(200nM)以摩尔浓度比1：10的比例混合在1×TAE-Mg2+溶液中（三羟甲基氨基甲烷（Tris），40mM；醋酸,20mM；乙二胺四乙酸（EDTA）,2mM；醋酸镁,12.5mM；pH8.0），其中M13mp18单链DNA的最终浓度为5nM，短链最终浓度为50nM；将混好的溶液放入PCR仪中，设定反应程序95℃持续3分钟，然后缓慢降温至4℃，降温速率为0.2℃/10s；（2）荧光光谱定量DNA三角折纸随离...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，王萍，陈益，徐艳，叶恺，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31